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Agricultura 10Guiacutea Teacutecnica

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Iacutendice

Versioacuten del documento v1-05 - 042012 copy Libelium Comunicaciones Distribuidas SL

IacuteNDICE

0 General 501 Informacioacuten General y de Seguridad 502 Condiciones de uso 5

1 Hardware 611 Descripcioacuten General 612 Especificaciones613 Caracteriacutesticas Eleacutectricas 614 Versiones de la Placa de Agricultura 7

2 Sensores 821 Sensor de Presioacuten Atmosfeacuterica (MPX4115A) 8

211 Especificaciones 8212 Proceso de Medida 8213 Conector 9

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS) 9221 Especificaciones 9222 Proceso de Medida 9223 Conector 10

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5) 10231 Especificaciones 10232 Proceso de Medida 10233 Conector 12

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A) 12241 Especificaciones 12242 Proceso de Medida 12243 Conector 13

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75) 14251 Especificaciones 14252 Proceso de Medida 14253 Conector 15

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark) 15261 Especificaciones 15262 Proceso de Medida 16263 Conector 17

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000) 18271 Especificaciones 18272 Proceso de Medida 18273 Conector 19

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Iacutendice

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2) 19281 Especificaciones 19282 Proceso de Medida 20283 Conector 20

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD) 21291 Especificaciones 21292 Proceso de Medida 21293 Conector 22

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF) 222101 Especificaciones 222102 Proceso de Medida 222103 Conector 23

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110) 232111 Especificaciones 232112 Proceso de Medida 242113 Conector 25

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 252121 Especificaciones 252122 Proceso de Medida 262123 Conector 27

213 Estacioacuten Metereoloacutegica 272131 Anemoacutemetro 28

21311 Especificaciones 2821312 Proceso de Medida 2821313 Conector 29

2132 Veleta 2921321 Especificaciones 2921322 Proceso de Medida 3021323 Conector 31

2133 Pluvioacutemetro 3121331 Especificaciones 3121332 Proceso de Medida 3121333 Conector 32

214 Integracioacuten de Nuevos Sensores 32

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa 3331 Configuracioacuten del Hardware 3332 API 33

4 Consumo 3741 Control de la alimentacioacuten 3742 Tablas de Consumo 3843 Modo de bajo consumo 38

5 Mantenimiento 39

-4- v1-05

6 Desecho y reciclaje 39

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark 40

Iacutendice

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0 General

0 General

01 Informacioacuten General y de Seguridad bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas

de sensores bull Lea detenidamente el documento de ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo bull No permita el contacto de objetos metaacutelicos con la parte electroacutenica para evitar heridas y quemaduras bull NUNCA sumerja el dispositivo en ninguacuten liacutequido bull Mantenga el dispositivo en un lugar seco y alejado de cualquier material liacutequido que pudiera derramarse bull Waspmote estaacute compuesto de una electroacutenica muy delicada la cual se encuentra accesible al exterior manipuacutelela con sumo

cuidado y evite que sea golpeada o rozada bruscamente contra superficies bull Compruebe en el apartado de especificaciones del producto el rango de voltaje y amperaje maacuteximo permitido para

alimentarla y consecuentemente use siempre un transformador de corriente y una bateriacutea que trabaje en ese rango Libelium soacutelo se hace responsable del correcto funcionamiento del dispositivo con las bateriacuteas cargadores y fuentes de alimentacioacuten que suministra

bull Mantenga el dispositivo dentro del rango de temperaturas especificado en el apartado de especificaciones bull No conecte o alimente el dispositivo con cables o bateriacuteas dantildeadas bull Coloque el dispositivo en un lugar al que soacutelo tenga acceso el personal de mantenimiento (un aacuterea restringida) bull En cualquier caso mantenga a los nintildeos alejados del dispositivo bull Si ocurre un fallo eleacutectrico inmediatamente desconecte el switch principal y desconecte la bateriacutea o cualquier otra fuente

de alimentacioacuten que se esteacute usando bull En caso de usar el mechero del coche como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las caracteriacutesticas de tensioacuten y

corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull En caso de usar una bateriacutea en combinacioacuten o no de una placa solar como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las

caracteriacutesticas de tensioacuten y corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull Si ocurre un fallo de software o hardware consulte el apartado Soporte de la web de Libelium bull Compruebe que las frecuencias y potencias de los moacutedulos de comunicacioacuten radio junto con las antenas integradas estaacuten

permitidos en la zona donde quiere hacer uso del dispositivo bull Waspmote es un dispositivo para ser integrado en una carcasa de forma que quede protegido de las condiciones ambientales

tales como luz polvo humedad o cambios bruscos de temperatura La placa suministrada ldquotal cualrdquo no estaacute recomendada para una instalacioacuten final puesto que los componentes electroacutenicos quedan al aire y podriacutean sufrir dantildeos

02 Condiciones de uso bull Lea atentamente el apartado de ldquoInformacioacuten General y de Seguridadrdquo y guarde el manual por si necesita consultarlo en el

futuro bull Utilice Waspmote de acuerdo con las especificaciones eleacutectricas y del entorno descritas en el apartado ldquoCaracteriacutesticas

Eleacutectricasldquo del presente manual bull Waspmote y sus componentes y moacutedulos se suministran como placas electroacutenicas para ser integradas dentro de un

producto final Este producto ha de contener una envolvente que lo proteja del polvo la humedad y otras interacciones con el medio En caso de requerirse su uso en exteriores esta envolvente tendriacutea que tener al menos la categoriacutea IP-65

bull No coloque Waspmote en contacto con superficies metaacutelicas podriacutean causar cortocircuitos que lo dantildearan de forma permanente

En httpwwwlibeliumcomwaspmote puede ampliar la informacioacuten que necesite

El documento ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo se encuentra en httpwwwlibeliumcomlegal

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Iacutendice

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IacuteNDICE

0 General 501 Informacioacuten General y de Seguridad 502 Condiciones de uso 5

1 Hardware 611 Descripcioacuten General 612 Especificaciones613 Caracteriacutesticas Eleacutectricas 614 Versiones de la Placa de Agricultura 7

2 Sensores 821 Sensor de Presioacuten Atmosfeacuterica (MPX4115A) 8

211 Especificaciones 8212 Proceso de Medida 8213 Conector 9

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS) 9221 Especificaciones 9222 Proceso de Medida 9223 Conector 10

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5) 10231 Especificaciones 10232 Proceso de Medida 10233 Conector 12

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A) 12241 Especificaciones 12242 Proceso de Medida 12243 Conector 13

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75) 14251 Especificaciones 14252 Proceso de Medida 14253 Conector 15

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark) 15261 Especificaciones 15262 Proceso de Medida 16263 Conector 17

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000) 18271 Especificaciones 18272 Proceso de Medida 18273 Conector 19

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28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2) 19281 Especificaciones 19282 Proceso de Medida 20283 Conector 20

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD) 21291 Especificaciones 21292 Proceso de Medida 21293 Conector 22

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF) 222101 Especificaciones 222102 Proceso de Medida 222103 Conector 23

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110) 232111 Especificaciones 232112 Proceso de Medida 242113 Conector 25

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 252121 Especificaciones 252122 Proceso de Medida 262123 Conector 27

213 Estacioacuten Metereoloacutegica 272131 Anemoacutemetro 28

21311 Especificaciones 2821312 Proceso de Medida 2821313 Conector 29

2132 Veleta 2921321 Especificaciones 2921322 Proceso de Medida 3021323 Conector 31

2133 Pluvioacutemetro 3121331 Especificaciones 3121332 Proceso de Medida 3121333 Conector 32

214 Integracioacuten de Nuevos Sensores 32

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa 3331 Configuracioacuten del Hardware 3332 API 33

4 Consumo 3741 Control de la alimentacioacuten 3742 Tablas de Consumo 3843 Modo de bajo consumo 38

5 Mantenimiento 39

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6 Desecho y reciclaje 39

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark 40

Iacutendice

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0 General

0 General

01 Informacioacuten General y de Seguridad bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas

de sensores bull Lea detenidamente el documento de ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo bull No permita el contacto de objetos metaacutelicos con la parte electroacutenica para evitar heridas y quemaduras bull NUNCA sumerja el dispositivo en ninguacuten liacutequido bull Mantenga el dispositivo en un lugar seco y alejado de cualquier material liacutequido que pudiera derramarse bull Waspmote estaacute compuesto de una electroacutenica muy delicada la cual se encuentra accesible al exterior manipuacutelela con sumo

cuidado y evite que sea golpeada o rozada bruscamente contra superficies bull Compruebe en el apartado de especificaciones del producto el rango de voltaje y amperaje maacuteximo permitido para

alimentarla y consecuentemente use siempre un transformador de corriente y una bateriacutea que trabaje en ese rango Libelium soacutelo se hace responsable del correcto funcionamiento del dispositivo con las bateriacuteas cargadores y fuentes de alimentacioacuten que suministra

bull Mantenga el dispositivo dentro del rango de temperaturas especificado en el apartado de especificaciones bull No conecte o alimente el dispositivo con cables o bateriacuteas dantildeadas bull Coloque el dispositivo en un lugar al que soacutelo tenga acceso el personal de mantenimiento (un aacuterea restringida) bull En cualquier caso mantenga a los nintildeos alejados del dispositivo bull Si ocurre un fallo eleacutectrico inmediatamente desconecte el switch principal y desconecte la bateriacutea o cualquier otra fuente

de alimentacioacuten que se esteacute usando bull En caso de usar el mechero del coche como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las caracteriacutesticas de tensioacuten y

corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull En caso de usar una bateriacutea en combinacioacuten o no de una placa solar como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las

caracteriacutesticas de tensioacuten y corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull Si ocurre un fallo de software o hardware consulte el apartado Soporte de la web de Libelium bull Compruebe que las frecuencias y potencias de los moacutedulos de comunicacioacuten radio junto con las antenas integradas estaacuten

permitidos en la zona donde quiere hacer uso del dispositivo bull Waspmote es un dispositivo para ser integrado en una carcasa de forma que quede protegido de las condiciones ambientales

tales como luz polvo humedad o cambios bruscos de temperatura La placa suministrada ldquotal cualrdquo no estaacute recomendada para una instalacioacuten final puesto que los componentes electroacutenicos quedan al aire y podriacutean sufrir dantildeos

02 Condiciones de uso bull Lea atentamente el apartado de ldquoInformacioacuten General y de Seguridadrdquo y guarde el manual por si necesita consultarlo en el

futuro bull Utilice Waspmote de acuerdo con las especificaciones eleacutectricas y del entorno descritas en el apartado ldquoCaracteriacutesticas

Eleacutectricasldquo del presente manual bull Waspmote y sus componentes y moacutedulos se suministran como placas electroacutenicas para ser integradas dentro de un

producto final Este producto ha de contener una envolvente que lo proteja del polvo la humedad y otras interacciones con el medio En caso de requerirse su uso en exteriores esta envolvente tendriacutea que tener al menos la categoriacutea IP-65

bull No coloque Waspmote en contacto con superficies metaacutelicas podriacutean causar cortocircuitos que lo dantildearan de forma permanente

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28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2) 19281 Especificaciones 19282 Proceso de Medida 20283 Conector 20

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD) 21291 Especificaciones 21292 Proceso de Medida 21293 Conector 22

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF) 222101 Especificaciones 222102 Proceso de Medida 222103 Conector 23

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110) 232111 Especificaciones 232112 Proceso de Medida 242113 Conector 25

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 252121 Especificaciones 252122 Proceso de Medida 262123 Conector 27

213 Estacioacuten Metereoloacutegica 272131 Anemoacutemetro 28

21311 Especificaciones 2821312 Proceso de Medida 2821313 Conector 29

2132 Veleta 2921321 Especificaciones 2921322 Proceso de Medida 3021323 Conector 31

2133 Pluvioacutemetro 3121331 Especificaciones 3121332 Proceso de Medida 3121333 Conector 32

214 Integracioacuten de Nuevos Sensores 32

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa 3331 Configuracioacuten del Hardware 3332 API 33

4 Consumo 3741 Control de la alimentacioacuten 3742 Tablas de Consumo 3843 Modo de bajo consumo 38

5 Mantenimiento 39

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6 Desecho y reciclaje 39

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark 40

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01 Informacioacuten General y de Seguridad bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas

de sensores bull Lea detenidamente el documento de ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo bull No permita el contacto de objetos metaacutelicos con la parte electroacutenica para evitar heridas y quemaduras bull NUNCA sumerja el dispositivo en ninguacuten liacutequido bull Mantenga el dispositivo en un lugar seco y alejado de cualquier material liacutequido que pudiera derramarse bull Waspmote estaacute compuesto de una electroacutenica muy delicada la cual se encuentra accesible al exterior manipuacutelela con sumo

cuidado y evite que sea golpeada o rozada bruscamente contra superficies bull Compruebe en el apartado de especificaciones del producto el rango de voltaje y amperaje maacuteximo permitido para

alimentarla y consecuentemente use siempre un transformador de corriente y una bateriacutea que trabaje en ese rango Libelium soacutelo se hace responsable del correcto funcionamiento del dispositivo con las bateriacuteas cargadores y fuentes de alimentacioacuten que suministra

bull Mantenga el dispositivo dentro del rango de temperaturas especificado en el apartado de especificaciones bull No conecte o alimente el dispositivo con cables o bateriacuteas dantildeadas bull Coloque el dispositivo en un lugar al que soacutelo tenga acceso el personal de mantenimiento (un aacuterea restringida) bull En cualquier caso mantenga a los nintildeos alejados del dispositivo bull Si ocurre un fallo eleacutectrico inmediatamente desconecte el switch principal y desconecte la bateriacutea o cualquier otra fuente

de alimentacioacuten que se esteacute usando bull En caso de usar el mechero del coche como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las caracteriacutesticas de tensioacuten y

corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull En caso de usar una bateriacutea en combinacioacuten o no de una placa solar como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las

caracteriacutesticas de tensioacuten y corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull Si ocurre un fallo de software o hardware consulte el apartado Soporte de la web de Libelium bull Compruebe que las frecuencias y potencias de los moacutedulos de comunicacioacuten radio junto con las antenas integradas estaacuten

permitidos en la zona donde quiere hacer uso del dispositivo bull Waspmote es un dispositivo para ser integrado en una carcasa de forma que quede protegido de las condiciones ambientales

tales como luz polvo humedad o cambios bruscos de temperatura La placa suministrada ldquotal cualrdquo no estaacute recomendada para una instalacioacuten final puesto que los componentes electroacutenicos quedan al aire y podriacutean sufrir dantildeos

02 Condiciones de uso bull Lea atentamente el apartado de ldquoInformacioacuten General y de Seguridadrdquo y guarde el manual por si necesita consultarlo en el

futuro bull Utilice Waspmote de acuerdo con las especificaciones eleacutectricas y del entorno descritas en el apartado ldquoCaracteriacutesticas

Eleacutectricasldquo del presente manual bull Waspmote y sus componentes y moacutedulos se suministran como placas electroacutenicas para ser integradas dentro de un

producto final Este producto ha de contener una envolvente que lo proteja del polvo la humedad y otras interacciones con el medio En caso de requerirse su uso en exteriores esta envolvente tendriacutea que tener al menos la categoriacutea IP-65

bull No coloque Waspmote en contacto con superficies metaacutelicas podriacutean causar cortocircuitos que lo dantildearan de forma permanente

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01 Informacioacuten General y de Seguridad bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas

de sensores bull Lea detenidamente el documento de ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo bull No permita el contacto de objetos metaacutelicos con la parte electroacutenica para evitar heridas y quemaduras bull NUNCA sumerja el dispositivo en ninguacuten liacutequido bull Mantenga el dispositivo en un lugar seco y alejado de cualquier material liacutequido que pudiera derramarse bull Waspmote estaacute compuesto de una electroacutenica muy delicada la cual se encuentra accesible al exterior manipuacutelela con sumo

cuidado y evite que sea golpeada o rozada bruscamente contra superficies bull Compruebe en el apartado de especificaciones del producto el rango de voltaje y amperaje maacuteximo permitido para

alimentarla y consecuentemente use siempre un transformador de corriente y una bateriacutea que trabaje en ese rango Libelium soacutelo se hace responsable del correcto funcionamiento del dispositivo con las bateriacuteas cargadores y fuentes de alimentacioacuten que suministra

bull Mantenga el dispositivo dentro del rango de temperaturas especificado en el apartado de especificaciones bull No conecte o alimente el dispositivo con cables o bateriacuteas dantildeadas bull Coloque el dispositivo en un lugar al que soacutelo tenga acceso el personal de mantenimiento (un aacuterea restringida) bull En cualquier caso mantenga a los nintildeos alejados del dispositivo bull Si ocurre un fallo eleacutectrico inmediatamente desconecte el switch principal y desconecte la bateriacutea o cualquier otra fuente

de alimentacioacuten que se esteacute usando bull En caso de usar el mechero del coche como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las caracteriacutesticas de tensioacuten y

corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull En caso de usar una bateriacutea en combinacioacuten o no de una placa solar como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las

caracteriacutesticas de tensioacuten y corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull Si ocurre un fallo de software o hardware consulte el apartado Soporte de la web de Libelium bull Compruebe que las frecuencias y potencias de los moacutedulos de comunicacioacuten radio junto con las antenas integradas estaacuten

permitidos en la zona donde quiere hacer uso del dispositivo bull Waspmote es un dispositivo para ser integrado en una carcasa de forma que quede protegido de las condiciones ambientales

tales como luz polvo humedad o cambios bruscos de temperatura La placa suministrada ldquotal cualrdquo no estaacute recomendada para una instalacioacuten final puesto que los componentes electroacutenicos quedan al aire y podriacutean sufrir dantildeos

02 Condiciones de uso bull Lea atentamente el apartado de ldquoInformacioacuten General y de Seguridadrdquo y guarde el manual por si necesita consultarlo en el

futuro bull Utilice Waspmote de acuerdo con las especificaciones eleacutectricas y del entorno descritas en el apartado ldquoCaracteriacutesticas

Eleacutectricasldquo del presente manual bull Waspmote y sus componentes y moacutedulos se suministran como placas electroacutenicas para ser integradas dentro de un

producto final Este producto ha de contener una envolvente que lo proteja del polvo la humedad y otras interacciones con el medio En caso de requerirse su uso en exteriores esta envolvente tendriacutea que tener al menos la categoriacutea IP-65

bull No coloque Waspmote en contacto con superficies metaacutelicas podriacutean causar cortocircuitos que lo dantildearan de forma permanente

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01 Informacioacuten General y de Seguridad bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas

de sensores bull Lea detenidamente el documento de ldquoCondiciones Generales de Venta y de uso de Libeliumrdquo bull No permita el contacto de objetos metaacutelicos con la parte electroacutenica para evitar heridas y quemaduras bull NUNCA sumerja el dispositivo en ninguacuten liacutequido bull Mantenga el dispositivo en un lugar seco y alejado de cualquier material liacutequido que pudiera derramarse bull Waspmote estaacute compuesto de una electroacutenica muy delicada la cual se encuentra accesible al exterior manipuacutelela con sumo

cuidado y evite que sea golpeada o rozada bruscamente contra superficies bull Compruebe en el apartado de especificaciones del producto el rango de voltaje y amperaje maacuteximo permitido para

alimentarla y consecuentemente use siempre un transformador de corriente y una bateriacutea que trabaje en ese rango Libelium soacutelo se hace responsable del correcto funcionamiento del dispositivo con las bateriacuteas cargadores y fuentes de alimentacioacuten que suministra

bull Mantenga el dispositivo dentro del rango de temperaturas especificado en el apartado de especificaciones bull No conecte o alimente el dispositivo con cables o bateriacuteas dantildeadas bull Coloque el dispositivo en un lugar al que soacutelo tenga acceso el personal de mantenimiento (un aacuterea restringida) bull En cualquier caso mantenga a los nintildeos alejados del dispositivo bull Si ocurre un fallo eleacutectrico inmediatamente desconecte el switch principal y desconecte la bateriacutea o cualquier otra fuente

de alimentacioacuten que se esteacute usando bull En caso de usar el mechero del coche como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las caracteriacutesticas de tensioacuten y

corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull En caso de usar una bateriacutea en combinacioacuten o no de una placa solar como fuente de alimentacioacuten aseguacuterese de usar las

caracteriacutesticas de tensioacuten y corriente especificadas en el apartado de ldquoFuentes de Alimentacioacutenrdquo bull Si ocurre un fallo de software o hardware consulte el apartado Soporte de la web de Libelium bull Compruebe que las frecuencias y potencias de los moacutedulos de comunicacioacuten radio junto con las antenas integradas estaacuten

permitidos en la zona donde quiere hacer uso del dispositivo bull Waspmote es un dispositivo para ser integrado en una carcasa de forma que quede protegido de las condiciones ambientales

tales como luz polvo humedad o cambios bruscos de temperatura La placa suministrada ldquotal cualrdquo no estaacute recomendada para una instalacioacuten final puesto que los componentes electroacutenicos quedan al aire y podriacutean sufrir dantildeos

02 Condiciones de uso bull Lea atentamente el apartado de ldquoInformacioacuten General y de Seguridadrdquo y guarde el manual por si necesita consultarlo en el

futuro bull Utilice Waspmote de acuerdo con las especificaciones eleacutectricas y del entorno descritas en el apartado ldquoCaracteriacutesticas

Eleacutectricasldquo del presente manual bull Waspmote y sus componentes y moacutedulos se suministran como placas electroacutenicas para ser integradas dentro de un

producto final Este producto ha de contener una envolvente que lo proteja del polvo la humedad y otras interacciones con el medio En caso de requerirse su uso en exteriores esta envolvente tendriacutea que tener al menos la categoriacutea IP-65

bull No coloque Waspmote en contacto con superficies metaacutelicas podriacutean causar cortocircuitos que lo dantildearan de forma permanente

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1 Hardware

1 Hardware

11 Descripcioacuten GeneralLa Placa de Agricultura para Waspmote permite la monitorizacioacuten de multitud de paraacutemetros ambientales influyentes en un diverso abanico de aplicaciones desde anaacutelisis del desarrollo de cultivos hasta observacioacuten del clima Para ello dispone de sensores para humedad y temperatura ambiente humedad y temperatura de suelo radiacioacuten solar visible velocidad y direccioacuten del viento precipitaciones presioacuten atmosfeacuterica humectacioacuten de hoja y diaacutemetro de tronco o fruto (dendroacutemetro) pudiendo conectarse hasta 14 sensores simultaacuteneamente Con el fin de proporcionar la mayor durabilidad sobre el terreno la placa estaacute dotada de un sistema de interruptores de estado soacutelido (switches) que permiten controlar la alimentacioacuten de la placa regulando su consumo de forma precisa y prolongando la vida de la bateriacutea

12 EspecificacionesPeso 20grDimensiones 735 x 51 x 13 mmRango de Temperatura [-20ordmC 65ordmC]

Figura 1 Cara Superior

13 Caracteriacutesticas EleacutectricasTensiones de alimentacioacuten de la placa 33V y 5VTensioacuten de alimentacioacuten de los sensores 33V y 5VIntensidad maacutexima admitida (continua) 200mAIntensidad maacutexima admitida (pico) 400mA

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1 Hardware

14 Versiones de la Placa de AgriculturaLa Placa de Agricultura de Waspmote incluye la electroacutenica y conectores necesarios para los sensores maacutes tiacutepicos en aplicaciones de agricultura esto es temperatura y humedad de ambiente (MCP9700A 808H5V5 y SHT75) humedad de suelo (Watermark) humedad de hoja (LWS) y presioacuten atmosfeacuterica (MPX4115A) Se ha creado una versioacuten PRO que ademaacutes incluye los componentes necesarios para sensores para aplicaciones maacutes especiacuteficas como la estacioacuten meteoroloacutegica (anemoacutemetro pluvioacutemetro y veleta) el sensor de radiacioacuten solar (SQ-110) los dendroacutemetros (DD DC2 y DF) y el sensor de temperatura de suelo (PT1000)

Sensores en la Placa de Agricultura

bull Sensor de temperatura MCP9700A de Microchip bull Sensor de humedad 808H5V5 de Sencera bull Sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion bull Sensor de humedad de suelo Watermark de Irrometer bull Sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A de Freescale bull Sensor de humedad de hoja LWS

Sensores antildeadidos en la versioacuten PRO

bull Sensor de radiacioacuten solar SQ-110 de Apogee bull Dendroacutemetros DC2 DD y DF de Ecomatik bull Sensor de temperatura de suelo PT1000 bull Estacioacuten meteoroloacutegica (Anemoacutemetro Veleta y Pluvioacutemetro)

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2 Sensores

2 Sensores

21 Sensor de Presioacuten Atmosfeacuterica (MPX4115A)

211 Especificaciones

Rango de medida 15 ~ 115kPaSentildeal de salida 02 ~ 48V (0 ~ 85ordmC)Sensibilidad 46mVkPaPrecisioacuten ltplusmn15V (0 ~ 85ordmC)Consumo tiacutepico 7mAConsumo maacuteximo 10mAAlimentacioacuten 485 ~ 535VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -40 ~ +125ordmCTiempo de respuesta 20ms

212 Proceso de Medida

El sensor MPX4115A convierte la presioacuten atmosfeacuterica en un voltaje analoacutegico de valor comprendido en un rango entre 02V y 48V Al tratarse de un rango que excede el valor maacuteximo admitido por Waspmote se ha adaptado su salida a un rango entre 012V y 288V

Para proceder a su lectura basta con capturar el valor analoacutegico en su pin de entrada (ANALOG3) mediante el comando correspondiente La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de presioacuten atmosfeacuterica en kilopascales (kPa) La alimentacioacuten de 5V del sensor puede conectarse y desconectarse a traveacutes de un switch utilizando el pin digital DIGITAL7 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 3 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MPX4115A respecto de la presioacuten extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Freescale

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pressure=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PRESSURE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pressure=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PRESSURE)

Figura 2 Sensor MPX4115A

-9- v1-05

2 Sensores

213 Conector

Figura 4 Imagen del conector para el sensor MPX4115A

Para el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se ha antildeadido un conector consistente en una tira de pines de 254mm de separacioacuten

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS)

221 Especificaciones

Rango de Resistencia 5kΩ ~ gt2MΩRango de tensiones de salida 1V ~ 33VLongitud 395cmAnchura 195 cm

222 Proceso de Medida

El sensor de humectacioacuten de hoja se comporta esencialmente como una resistencia de un valor muy alto en ausencia de condensacioacuten en los peines de conductor que lo forman (praacutecticamente infinita) y que puede caer hasta un valor aproximado de 5kΩ cuando estaacute completamente sumergido en agua A su salida presenta un voltaje inversamente proporcional a la humedad condensada en el sensor que puede leerse en la entrada analoacutegica ANALOG6 de Waspmote a la que accede tras pasar por un multiplexor que permite seleccionar entre la salida de este sensor y la de uno de los sensores Watermark La alimentacioacuten del divisor (33V) puede conectarse o cortarse utilizando un switch controlado por el pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 5 Sensor LWS de humectacioacuten de hoja

-10- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_lw=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_LEAF_WETNESS) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_lw=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_LEAF_WETNESS)

223 Conector

Figura 6 Imagen del conector para el sensor LWS

En la imagen de la figura 6 podemos ver el bloque terminal (2 viacuteas 254mm de separacioacuten y fijacioacuten por tornillos) que permite la conexioacuten del sensor a la placa

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5)

231 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 100RHSentildeal de salida 08 ~ 39V (25ordmC)Precisioacuten ltplusmn4RH (a 25ordmC rango 30 ~ 80) ltplusmn6RH (rango 0 ~ 100)Consumo tiacutepico 038mAConsumo maacuteximo 05mAAlimentacioacuten 5VDC plusmn5Temperatura de operacioacuten -40 ~ +85ordmCTemperatura de almacenamiento -55 ~ +125ordmCTiempo de respuesta lt15 segundos

232 Proceso de Medida

Se trata de un sensor analoacutegico que entrega una salida en tensioacuten proporcional a la humedad relativa en el ambiente Puesto que el rango de sentildeal del sensor queda fuera del permitido a la entrada de Waspmote se ha adaptado la salida a un rango de valores entre 048V y 234V

Figura 7 Imagen del sensor 808H5V5

-11- v1-05

2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

-12- v1-05

2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

-13- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

-14- v1-05

2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

-16- v1-05

2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

-17- v1-05

2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

-18- v1-05

2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

-19- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

-21- v1-05

2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

-24- v1-05

2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

-26- v1-05

2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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1 Hardware

14 Versiones de la Placa de AgriculturaLa Placa de Agricultura de Waspmote incluye la electroacutenica y conectores necesarios para los sensores maacutes tiacutepicos en aplicaciones de agricultura esto es temperatura y humedad de ambiente (MCP9700A 808H5V5 y SHT75) humedad de suelo (Watermark) humedad de hoja (LWS) y presioacuten atmosfeacuterica (MPX4115A) Se ha creado una versioacuten PRO que ademaacutes incluye los componentes necesarios para sensores para aplicaciones maacutes especiacuteficas como la estacioacuten meteoroloacutegica (anemoacutemetro pluvioacutemetro y veleta) el sensor de radiacioacuten solar (SQ-110) los dendroacutemetros (DD DC2 y DF) y el sensor de temperatura de suelo (PT1000)

Sensores en la Placa de Agricultura

bull Sensor de temperatura MCP9700A de Microchip bull Sensor de humedad 808H5V5 de Sencera bull Sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion bull Sensor de humedad de suelo Watermark de Irrometer bull Sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A de Freescale bull Sensor de humedad de hoja LWS

Sensores antildeadidos en la versioacuten PRO

bull Sensor de radiacioacuten solar SQ-110 de Apogee bull Dendroacutemetros DC2 DD y DF de Ecomatik bull Sensor de temperatura de suelo PT1000 bull Estacioacuten meteoroloacutegica (Anemoacutemetro Veleta y Pluvioacutemetro)

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2 Sensores

2 Sensores

21 Sensor de Presioacuten Atmosfeacuterica (MPX4115A)

211 Especificaciones

Rango de medida 15 ~ 115kPaSentildeal de salida 02 ~ 48V (0 ~ 85ordmC)Sensibilidad 46mVkPaPrecisioacuten ltplusmn15V (0 ~ 85ordmC)Consumo tiacutepico 7mAConsumo maacuteximo 10mAAlimentacioacuten 485 ~ 535VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -40 ~ +125ordmCTiempo de respuesta 20ms

212 Proceso de Medida

El sensor MPX4115A convierte la presioacuten atmosfeacuterica en un voltaje analoacutegico de valor comprendido en un rango entre 02V y 48V Al tratarse de un rango que excede el valor maacuteximo admitido por Waspmote se ha adaptado su salida a un rango entre 012V y 288V

Para proceder a su lectura basta con capturar el valor analoacutegico en su pin de entrada (ANALOG3) mediante el comando correspondiente La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de presioacuten atmosfeacuterica en kilopascales (kPa) La alimentacioacuten de 5V del sensor puede conectarse y desconectarse a traveacutes de un switch utilizando el pin digital DIGITAL7 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 3 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MPX4115A respecto de la presioacuten extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Freescale

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pressure=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PRESSURE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pressure=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PRESSURE)

Figura 2 Sensor MPX4115A

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2 Sensores

213 Conector

Figura 4 Imagen del conector para el sensor MPX4115A

Para el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se ha antildeadido un conector consistente en una tira de pines de 254mm de separacioacuten

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS)

221 Especificaciones

Rango de Resistencia 5kΩ ~ gt2MΩRango de tensiones de salida 1V ~ 33VLongitud 395cmAnchura 195 cm

222 Proceso de Medida

El sensor de humectacioacuten de hoja se comporta esencialmente como una resistencia de un valor muy alto en ausencia de condensacioacuten en los peines de conductor que lo forman (praacutecticamente infinita) y que puede caer hasta un valor aproximado de 5kΩ cuando estaacute completamente sumergido en agua A su salida presenta un voltaje inversamente proporcional a la humedad condensada en el sensor que puede leerse en la entrada analoacutegica ANALOG6 de Waspmote a la que accede tras pasar por un multiplexor que permite seleccionar entre la salida de este sensor y la de uno de los sensores Watermark La alimentacioacuten del divisor (33V) puede conectarse o cortarse utilizando un switch controlado por el pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 5 Sensor LWS de humectacioacuten de hoja

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_lw=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_LEAF_WETNESS) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_lw=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_LEAF_WETNESS)

223 Conector

Figura 6 Imagen del conector para el sensor LWS

En la imagen de la figura 6 podemos ver el bloque terminal (2 viacuteas 254mm de separacioacuten y fijacioacuten por tornillos) que permite la conexioacuten del sensor a la placa

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5)

231 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 100RHSentildeal de salida 08 ~ 39V (25ordmC)Precisioacuten ltplusmn4RH (a 25ordmC rango 30 ~ 80) ltplusmn6RH (rango 0 ~ 100)Consumo tiacutepico 038mAConsumo maacuteximo 05mAAlimentacioacuten 5VDC plusmn5Temperatura de operacioacuten -40 ~ +85ordmCTemperatura de almacenamiento -55 ~ +125ordmCTiempo de respuesta lt15 segundos

232 Proceso de Medida

Se trata de un sensor analoacutegico que entrega una salida en tensioacuten proporcional a la humedad relativa en el ambiente Puesto que el rango de sentildeal del sensor queda fuera del permitido a la entrada de Waspmote se ha adaptado la salida a un rango de valores entre 048V y 234V

Figura 7 Imagen del sensor 808H5V5

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2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

2 Sensores

21 Sensor de Presioacuten Atmosfeacuterica (MPX4115A)

211 Especificaciones

Rango de medida 15 ~ 115kPaSentildeal de salida 02 ~ 48V (0 ~ 85ordmC)Sensibilidad 46mVkPaPrecisioacuten ltplusmn15V (0 ~ 85ordmC)Consumo tiacutepico 7mAConsumo maacuteximo 10mAAlimentacioacuten 485 ~ 535VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -40 ~ +125ordmCTiempo de respuesta 20ms

212 Proceso de Medida

El sensor MPX4115A convierte la presioacuten atmosfeacuterica en un voltaje analoacutegico de valor comprendido en un rango entre 02V y 48V Al tratarse de un rango que excede el valor maacuteximo admitido por Waspmote se ha adaptado su salida a un rango entre 012V y 288V

Para proceder a su lectura basta con capturar el valor analoacutegico en su pin de entrada (ANALOG3) mediante el comando correspondiente La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de presioacuten atmosfeacuterica en kilopascales (kPa) La alimentacioacuten de 5V del sensor puede conectarse y desconectarse a traveacutes de un switch utilizando el pin digital DIGITAL7 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 3 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MPX4115A respecto de la presioacuten extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Freescale

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pressure=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PRESSURE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pressure=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PRESSURE)

Figura 2 Sensor MPX4115A

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2 Sensores

213 Conector

Figura 4 Imagen del conector para el sensor MPX4115A

Para el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se ha antildeadido un conector consistente en una tira de pines de 254mm de separacioacuten

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS)

221 Especificaciones

Rango de Resistencia 5kΩ ~ gt2MΩRango de tensiones de salida 1V ~ 33VLongitud 395cmAnchura 195 cm

222 Proceso de Medida

El sensor de humectacioacuten de hoja se comporta esencialmente como una resistencia de un valor muy alto en ausencia de condensacioacuten en los peines de conductor que lo forman (praacutecticamente infinita) y que puede caer hasta un valor aproximado de 5kΩ cuando estaacute completamente sumergido en agua A su salida presenta un voltaje inversamente proporcional a la humedad condensada en el sensor que puede leerse en la entrada analoacutegica ANALOG6 de Waspmote a la que accede tras pasar por un multiplexor que permite seleccionar entre la salida de este sensor y la de uno de los sensores Watermark La alimentacioacuten del divisor (33V) puede conectarse o cortarse utilizando un switch controlado por el pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 5 Sensor LWS de humectacioacuten de hoja

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_lw=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_LEAF_WETNESS) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_lw=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_LEAF_WETNESS)

223 Conector

Figura 6 Imagen del conector para el sensor LWS

En la imagen de la figura 6 podemos ver el bloque terminal (2 viacuteas 254mm de separacioacuten y fijacioacuten por tornillos) que permite la conexioacuten del sensor a la placa

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5)

231 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 100RHSentildeal de salida 08 ~ 39V (25ordmC)Precisioacuten ltplusmn4RH (a 25ordmC rango 30 ~ 80) ltplusmn6RH (rango 0 ~ 100)Consumo tiacutepico 038mAConsumo maacuteximo 05mAAlimentacioacuten 5VDC plusmn5Temperatura de operacioacuten -40 ~ +85ordmCTemperatura de almacenamiento -55 ~ +125ordmCTiempo de respuesta lt15 segundos

232 Proceso de Medida

Se trata de un sensor analoacutegico que entrega una salida en tensioacuten proporcional a la humedad relativa en el ambiente Puesto que el rango de sentildeal del sensor queda fuera del permitido a la entrada de Waspmote se ha adaptado la salida a un rango de valores entre 048V y 234V

Figura 7 Imagen del sensor 808H5V5

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2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

-24- v1-05

2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

-28- v1-05

2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

213 Conector

Figura 4 Imagen del conector para el sensor MPX4115A

Para el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se ha antildeadido un conector consistente en una tira de pines de 254mm de separacioacuten

22 Sensor de Humectacioacuten de Hoja (LWS)

221 Especificaciones

Rango de Resistencia 5kΩ ~ gt2MΩRango de tensiones de salida 1V ~ 33VLongitud 395cmAnchura 195 cm

222 Proceso de Medida

El sensor de humectacioacuten de hoja se comporta esencialmente como una resistencia de un valor muy alto en ausencia de condensacioacuten en los peines de conductor que lo forman (praacutecticamente infinita) y que puede caer hasta un valor aproximado de 5kΩ cuando estaacute completamente sumergido en agua A su salida presenta un voltaje inversamente proporcional a la humedad condensada en el sensor que puede leerse en la entrada analoacutegica ANALOG6 de Waspmote a la que accede tras pasar por un multiplexor que permite seleccionar entre la salida de este sensor y la de uno de los sensores Watermark La alimentacioacuten del divisor (33V) puede conectarse o cortarse utilizando un switch controlado por el pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 5 Sensor LWS de humectacioacuten de hoja

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_lw=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_LEAF_WETNESS) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_lw=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_LEAF_WETNESS)

223 Conector

Figura 6 Imagen del conector para el sensor LWS

En la imagen de la figura 6 podemos ver el bloque terminal (2 viacuteas 254mm de separacioacuten y fijacioacuten por tornillos) que permite la conexioacuten del sensor a la placa

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5)

231 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 100RHSentildeal de salida 08 ~ 39V (25ordmC)Precisioacuten ltplusmn4RH (a 25ordmC rango 30 ~ 80) ltplusmn6RH (rango 0 ~ 100)Consumo tiacutepico 038mAConsumo maacuteximo 05mAAlimentacioacuten 5VDC plusmn5Temperatura de operacioacuten -40 ~ +85ordmCTemperatura de almacenamiento -55 ~ +125ordmCTiempo de respuesta lt15 segundos

232 Proceso de Medida

Se trata de un sensor analoacutegico que entrega una salida en tensioacuten proporcional a la humedad relativa en el ambiente Puesto que el rango de sentildeal del sensor queda fuera del permitido a la entrada de Waspmote se ha adaptado la salida a un rango de valores entre 048V y 234V

Figura 7 Imagen del sensor 808H5V5

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2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

-40- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_lw=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_LEAF_WETNESS) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_lw=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_LEAF_WETNESS)

223 Conector

Figura 6 Imagen del conector para el sensor LWS

En la imagen de la figura 6 podemos ver el bloque terminal (2 viacuteas 254mm de separacioacuten y fijacioacuten por tornillos) que permite la conexioacuten del sensor a la placa

23 Sensor de Humedad de Ambiente (808H5V5)

231 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 100RHSentildeal de salida 08 ~ 39V (25ordmC)Precisioacuten ltplusmn4RH (a 25ordmC rango 30 ~ 80) ltplusmn6RH (rango 0 ~ 100)Consumo tiacutepico 038mAConsumo maacuteximo 05mAAlimentacioacuten 5VDC plusmn5Temperatura de operacioacuten -40 ~ +85ordmCTemperatura de almacenamiento -55 ~ +125ordmCTiempo de respuesta lt15 segundos

232 Proceso de Medida

Se trata de un sensor analoacutegico que entrega una salida en tensioacuten proporcional a la humedad relativa en el ambiente Puesto que el rango de sentildeal del sensor queda fuera del permitido a la entrada de Waspmote se ha adaptado la salida a un rango de valores entre 048V y 234V

Figura 7 Imagen del sensor 808H5V5

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2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

La lectura del sensor se produce a traveacutes del pin de entrada analoacutegica ANALOG2 al cuaacutel accede a traveacutes de un multiplexor cuya entrada comparte con el conector para el sensor Watermark 1 y cuya salida se selecciona a traveacutes del pin digital DIGITAL3 mientras que su alimentacioacuten de 5V estaacute regulada a traveacutes de un switch activado por el pin DIGITAL5 que controla simultaacuteneamente los sensores de radiacioacuten solar temperatura ambiente temperatura y humedad ambiente humectacioacuten de hoja y dendroacutemetro La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_HUMIDITY) delay(15000) esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_HUMIDITY)

Figura 8 Salida del sensor de Humedad 808H4V5 extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera Co Ltd

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

233 Conector

Figura 9 Imagen del conector para el sensor de Humedad 808H5V5

En la figura 9 tenemos una imagen del conector para el sensor 808H5V5 colocado en la Placa de Agricultura con la equivalencia de pines correspondientes a los resaltados en la imagen del sensor de la figura 7

24 Sensor de Temperatura Ambiente (MCP9700A)

241 Especificaciones

Rango de medida -40ordmC ~ +125ordmCTensioacuten de salida (0ordmC) 500mVSensibilidad 10mVordmCPrecisioacuten plusmn2ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Consumo tiacutepico 6μAConsumo maacuteximo 12μAAlimentacioacuten 23 ~ 55VTemperatura de operacioacuten -40 ~ +125ordmCTemperatura de almacenamiento -65 ~ 150ordmCTiempo de respuesta 165 segundos (63 de respuesta de +30 a +125ordmC)

242 Proceso de Medida

El MCP9700A es un sensor analoacutegico que convierte un valor de temperatura en un voltaje analoacutegico proporcional El rango de tensiones a su salida se encuentra entre 100mV (-40oC) y 175V (125oC) lo que resulta de una variacioacuten de 10mVoC con 500mV de salida para 0oC De este modo la salida puede leerse directamente desde Waspmote mediante el comando de captura del valor analoacutegico del pin ANALOG4 al que estaacute conectado a traveacutes de un multiplexor al que accede tambieacuten el sensor Watermark 3 y cuya salida puede seleccionarse mediante el pin digital DIGITAL3 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC)La alimentacioacuten de 5V del sensor estaacute regulada mediante un switch digital que permite su activacioacuten y desconexioacuten desde el microprocesador utilizando el pin digital DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 10 Imagen del sensor de temperatura MCP9700A

-13- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

-14- v1-05

2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

-15- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

-16- v1-05

2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

-17- v1-05

2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

-18- v1-05

2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

-19- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

-20- v1-05

2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

-21- v1-05

2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

-22- v1-05

2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

-23- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

-24- v1-05

2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

-27- v1-05

2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

-28- v1-05

2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

-29- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

-31- v1-05

2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_TEMPERATURE) delay(2000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)

Figura 11 Graacutefica de la tensioacuten de salida del sensor MCP9700A respecto de la temperatura extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Microchip

243 Conector

Figura 12 Imagen del conector para el sensor MCP9700A

El conector para el sensor MCP9700A consta esencialmente de una tira de tres pines de 254mm de separacioacuten que permite la conexioacuten directa del sensor a tierra alimentacioacuten de 5V (regulada a traveacutes del switch correspondiente) y conexioacuten al multiplexor En la imagen de la figura 12 podemos ver la correspondencia de los pines con los marcados en la imagen de la figura 10

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

-17- v1-05

2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

-18- v1-05

2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

-20- v1-05

2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

25 Sensor de Humedad+Temperatura de Ambiente (SHT75)

251 Especificaciones

Alimentacioacuten 24 ~ 55VConsumo miacutenimo (sleep) 2microWConsumo (medida) 3mWConsumo medio 90microWComunicacioacuten Digital (interfaz de dos cables)Temperatura de almacenamiento 10 ~ 50ordmC (0 ~ 80ordmC maacuteximo)Humedad almacenamiento 20 ~ 60RH

Temperatura

Rango de medida -40ordmC ~ +1238ordmCResolucioacuten 004ordmC (Miacutenima) 001ordmC (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn04ordmC (rango 0ordmC ~ +70ordmC) plusmn4ordmC (rango -40 ~ +125ordmC)Repetibilidad plusmn01ordmCTiempo de respuesta (Miacutenimo) 5 segundos (63 de respuesta)Tiempo de respuesta (Maacuteximo) 30 segundos (63 de respuesta)

Humedad

Rango de medida 0 ~ 100RHResolucioacuten 04RH (Miacutenima) 005RH (Tiacutepica)Precisioacuten plusmn18RHRepetibilidad plusmn01RHTiempo de respuesta 8 segundos

Figura 14 Graacutefica de la salida del sensor 808H5V5 respecto a la humedad relativa extraiacuteda de la hoja de caracteriacutesticas del sensor de Sencera

252 Proceso de Medida

El SHT75 de Sensirion incorpora un sensor capacitivo para humedad relativa en el ambiente y un sensor de bandgap de temperatura de ambiente en el mismo integrado que permiten medir de manera precisa ambos paraacutemetros La salida del sensor se extrae de dos cables (sentildeal de datos y sentildeal de reloj conectados a los pines DIGITAL6 y DIGITAL8 respectivamente) siguiendo un protocolo similar al utilizado en el bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) Dicho protocolo estaacute implementado en la libreriacutea propia de la placa de manera que se pueden leer los valores capturados por el sensor utilizando las funciones disentildeadas a tal efecto La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) y el de humedad en porcentaje de humedad relativa (RH) Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 13 sensor SHT75

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

-22- v1-05

2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

-29- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

-41- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_temperature=0 floatvalue_humidity=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_SENSIRION) delay(10000)esperaporeltiempoderespuestadelsensor value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_TEMP) delay(100) elsensorduermehastalasiguientemedida value_humidity=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_SENSIRIONSENSIRION_HUM)

253 Conector

Figura 15 Imagen del conector para el sensor SHT75

El conector formado por una tira de cuatro pines hembra de 127mm de separacioacuten permite la conexioacuten de las dos sentildeales de datos del sensor a los pines DIGITAL8 y DIGITAL6 de Waspmote a la tierra del circuito y a la alimentacioacuten de 33V del sensor regulada a traveacutes de un switch digital controlado por la sentildeal DIGITAL5 del mote

26 Sensor de Humedad de Tierra (Watermark)

261 Especificaciones

Rango de medida 0 ~ 200cbRango de frecuencia 50 ~ 10000Hz aproximadamenteDiaacutemetro 22mmLongitud 76mmBornes AWG 20

Figura 16 Sensor Watermark

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

-29- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

-39- v1-05

5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

-41- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

-42- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

1 10 100 1000 100000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Watermark Resistance (kΩ)

Ou

tpu

t Fr

equ

ency

(kH

z)

Figura 17 Frecuencia de salida del circuito del sensor Watermark en funcioacuten de la resistencia del mismo

262 Proceso de Medida

El Watermark de Irrometer es un sensor de tipo resistivo formado por dos electrodos altamente resistentes a la corrosioacuten empotrados en un relleno granular bajo una capa de yeso El valor de resistencia de este sensor es proporcional a la tensioacuten de agua en el suelo paraacutemetro dependiente de la humedad que refleja la presioacuten necesaria para extraer el agua de la tierra La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de frecuencia resultante del circuito de adaptacioacuten del sensor en herzios (Hz) para maacutes informacioacuten sobre la conversioacuten a tensioacuten de suelo consulte el Anexo 1 de este manualApagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Coacutedigo de lectura

floatvalue_soil_humidity_1=0 floatvalue_soil_humidity_2=0 floatvalue_soil_humidity_3=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_WATERMARK_1) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_soil_humidity_1=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_1) value_soil_humidity_2=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_2) value_soil_humidity_3=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_WATERMARK_3)

-17- v1-05

2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

-18- v1-05

2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

-19- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

-20- v1-05

2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

-21- v1-05

2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

-22- v1-05

2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

-23- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

-24- v1-05

2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

-25- v1-05

2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

-26- v1-05

2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

-27- v1-05

2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

-28- v1-05

2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

-29- v1-05

2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

-31- v1-05

2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

-32- v1-05

2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

263 Conector

Figura 18 Imagen del conector para el sensor Watermark

Se han colocado tres conectores para tres sensores Watermark incluyendo los zoacutecalos sobre los que se atornillan los electrodos del sensor (en la imagen de la figura 18 podemos verlos resaltados) y la electroacutenica asociada a los mismos para su alimentacioacuten y conversioacuten de sentildeal con el fin de permitir monitorizar la humedad en tres profundidades de suelo diferentes La salida ataca una entrada de uno de los tres multiplexores que permiten seleccionar utilizando la salida digital del microprocesador DIGITAL3 los sensores Watermark o los sensores de humedad de ambiente humectacioacuten de hoja y temperatura de ambiente Las salidas de los multiplexores acceden al mote a traveacutes de los pines de entrada analoacutegicos ANALOG2 ANALOG4 Y ANALOG6 respectivamente

S1

S2

S3

Figura 19 Ilustracioacuten de los sensores Watermark S1S2 S3 colocados a tres profundidades diferentes

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

27 Sensor de Temperatura de Tierra (PT-1000)

271 Especificaciones

Rango de medida -50 ~ 300ordmCPrecisioacuten DIN EN 60751Resistencia (0ordmC) 1000ΩDiaacutemetro 6mmLongitud 40mmCable 2m

Figura 20 Sensor PT-1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125-018-015-013-010-008-005-003000002005007010013015018020023025028030

Temperature (ordmC)

Out

put

Volt

age

(V)

Figura 21 Salida del sensor PT1000 en funcioacuten de la temperatura

272 Proceso de Medida

La resistencia del sensor PT1000 variacutea entre aproximadamente 920Ω y 1200Ω dentro del rango considerado uacutetil en aplicaciones de agricultura (-20 ~ 50oC aproximadamente) lo que resulta en variaciones de tensioacuten demasiado pequentildeas para la resolucioacuten que proporciona el conversor analoacutegico-digital de Waspmote ante cambios significativos de la temperatura La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de temperatura en grados Celsius (ordmC) Las alimentaciones requeridas por el sensor tanto de 33V como de 5V estaacuten controladas a traveacutes de switches digitales que pueden abrirse y cerrarse por software mediante la activacioacuten del pin DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten Pro de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_PT1000=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_PT1000) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_PT1000=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PT1000)

273 Conector

Figura 22 Imagen del conector para el sensor PT1000

El sensor se conecta a su circuito de adaptacioacuten a traveacutes de un bloque terminal de 254mm de separacioacuten con tornillos Podemos ver una imagen de dicho conector en la figura 22

28 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tronco (Ecomatik DC2)

281 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama A partir de 2cmPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKLinealidad lt2Temperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2mRango de salida 0 ~ 20kΩ

Figura 23 Sensor Ecomatik DC2

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Rango del sensor Funcioacuten del tamantildeo del aacuterbol

Diaacutemetro del Aacuterbol

(cm)

Rango en circunferencia (mm)

Rango en diaacutemetro

(mm)

10 3125 994

40 2299 731

100 1658 527

282 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

283 Conector

Figura 24 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DC2

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 24) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

-21- v1-05

2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

-33- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

29 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Tallo (Ecomatik DD)

291 Especificaciones

Diaacutemetro de troncorama 0 ~ 20cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

292 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

Figura 25 Sensor Ecomatik DD

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

293 Conector

Figura 26 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DD

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 26) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

210 Dendroacutemetro Diaacutemetro de Fruto (Ecomatik DF)

2101 Especificaciones

Diaacutemetro de fruto 0 ~ 11cmRango del sensor 11mmRango de salida 0 ~ 20kΩPrecisioacuten plusmn2μmCoeficiente de temperatura lt01μmKTemperatura de operacioacuten -30 ~ 40ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RHLongitud del cable 2m

2102 Proceso de Medida

Los dendroacutemetros de Ecomatik DC2 DD y DF basan su funcionamiento en la variacioacuten de una resistencia interna con la presioacuten que el tronco rama o fruto ejercen sobre el sensor al crecer El circuito permite la lectura de la resistencia utilizando una configuracioacuten de puente completo (full bridge) utilizando un conversor analoacutegico-digital de 16 bits al que se ha proporcionado una referencia de tensioacuten de 3V con el fin de disponer de mediciones maacutes precisas y estables La lectura del conversor compartido con el sensor de temperatura PT1000 a traveacutes de las dos liacuteneas del I2C se puede llevar a cabo utilizando las funciones de la libreriacutea SensorAgriculture que se detallan en el apartado 32 acerca del API que devuelven el valor leiacutedo en miliacutemetros (mm) Las alimentaciones estaacuten reguladas por switches digitales controlados mediante el pin DIGITAL5 del mote Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Figura 27 Sensor Ecomatik DF

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_dendrometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)

2103 Conector

Figura 28 Imagen del conector para el dendroacutemetro Ecomatik DF

Cualquiera de los tres dendroacutemetros disponibles puede conectarse a Waspmote a traveacutes de dos bloques terminales de dos viacuteas de 254mm de separacioacuten con tornillos para fijacioacuten de los cables (resaltados en la imagen de la figura 28) Estos dos bloques terminales proporcionan al dendroacutemetro conexioacuten a tierra alimentacioacuten y a la entrada diferencial del conversor analoacutegico-digital

211 Sensor de Radiacioacuten Solar - PAR (SQ-110)

2111 Especificaciones

Responsividad 0200mV por μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 400mV (2000μmolm-2s-1)Rango lineal 1000mV (5000μmolm-2s-1)Sensibilidad 500μmolm-2s-1mVRango espectral 400 ~ 700nmPrecisioacuten plusmn5Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mTemperatura de operacioacuten -40 ~ 55ordmCHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 29 Sensor SQ-110

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Figura 30 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2112 Proceso de Medida

El sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro visible especiacuteficamente calibrado para deteccioacuten de radiacioacuten solar uno de los paraacutemetros claves en el proceso de la fotosiacutentesis Presenta un valor maacuteximo de 400mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 500μmolm-2s-1mV Con el fin de mejorar la precisioacuten de la lectura eacutesta se realiza mediante un conversor analoacutegico-digital de 16 bits que se comunica con el microprocesador del mote a traveacutes del bus I2C Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100)tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SQ110=value_radiation00002

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

2113 Conector

Figura 31 Imagen del conector para sensores de radiacioacuten solar

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 31)

212 Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100)

2121 Especificaciones

Responsividad 015mV μmolm-2s-1

Salida en radiacioacuten maacutexima 26mV (170μmolm-2s-1)Rango lineal 60mV (400μmolm-2s-1)Sensibilidad 65μmolm-2s-1mVRango espectral 250 ~ 400nmPrecisioacuten plusmn10Repetibilidad plusmn1Diaacutemetro 24cmAltura 275cmLongitud del cable 3mHumedad de operacioacuten 0 ~ 100RH

Figura 32 Sensor SU-100

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Figura 33 Graacutefica de la respuesta espectral del sensor comparada con la respuesta fotosinteacutetica de una planta

2122 Proceso de Medida

El sensor SU-100 complementario al sensor SQ-110 presenta una salida en tensioacuten proporcional a la intensidad de luz en el espectro ultravioleta Presenta un valor maacuteximo de 26mV de salida en condiciones de maacutexima radiacioacuten con una sensibilidad de 65μmolm-2s-1mV La lectura de este sensor se realiza a traveacutes del mismo conversor analoacutegico-digital de 16 bits que el sensor SQ-110 Se puede configurar y acceder a los valores registrados por el mismo utilizando las funciones implementadas para este proceso en la libreriacutea del API para la Placa de Agricultura (SensorAgriculture) La alimentacioacuten de 5V de esta etapa estaacute controlada a traveacutes de un switch digital que puede activarse y desactivarse mediante el pin de salida de Waspmote DIGITAL5 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_radiation=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_RADIATION) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_radiation=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_RADIATION) Conversioacutenaμmolmiddotm-2s-1 value_SU100=value_radiation000015

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

2123 Conector

Figura 34 Imagen del conector para el sensor SU-100

El sensor se conecta a Waspmote a traveacutes de un conversor analoacutegico-digital mediante un bloque terminal de tres viacuteas de 254mm de separacioacuten (puede verse una imagen en la figura 34)

213 Estacioacuten MetereoloacutegicaLa estacioacuten meteoroloacutegica se compone de tres sensores diferentes descritos en profundidad a continuacioacuten una veleta un anemoacutemetro y un pluvioacutemetro La conexioacuten a Waspmote se realiza a traveacutes de dos conectores RJ11 uno para el pluvioacutemetro y otro compartido por la veleta y anemoacutemetro

Figura 35 Imagen completa de la Estacioacuten Metereoloacutegica

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

2131 Anemoacutemetro

21311 Especificaciones

Sensibilidad 24kmh vueltaRango de Velocidad de Viento 0 ~ 240kmhAltura 71 cmLongitud del brazo 89 cmConector RJ11

Figura 36 Anemoacutemetro

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 2500

025

05

075

1

125

15

175

2

225

25

275

3

Wind Speed (kmh)

Ou

tpu

t V

olta

ge

(V)

Figura 37 Tensioacuten de salida del anemoacutemetro en funcioacuten de la velocidad de viento

21312 Proceso de Medida

El anemoacutemetro escogido para Waspmote estaacute formado por un switch de tipo Reed normalmente abierto que se activa un pequentildeo tiempo cada vez que las aspas del anemoacutemetro completan un giro de modo que se obtiene a la salida una sentildeal digital de pulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento Dicha sentildeal puede ser leiacutea a traveacutes de uno de los pines analoacutegicos de Waspmote (ANALOG7) toda vez que es convertida en una tensioacuten analoacutegica proporcional a su frecuencia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de velocidad de viento en kiloacutemetros por hora (kmh) La alimentacioacuten de este sensor junto con la electroacutenica que le acompantildea puede conectarse y desconectarse con un switch controlado por la sentildeal ANALOG1 Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

Se ha incluido la posibilidad de fijar una interrupcioacuten por umbral a partir del valor medido en el anemoacutemetro De este modo cuando se sobrepase el valor de velocidad de viento establecido se generaraacute una interrupcioacuten que puede utilizarse para despertar el mote o llevar a cabo una tarea determinada Puede ver un ejemplo de uso de este sistema en el coacutedigo de muestra del capiacutetulo 3

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_anemometer=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)

21313 Conector

Figura 38 Imagen del conector para el anemoacutemetro

El modo de conectar el anemoacutemetro a la Placa de Agricultura es a traveacutes de la veleta se debe enchufar el cable del anemoacutemetro en el conector hembra que puede encontrarse en la base de la veleta

2132 Veleta

21321 Especificaciones

Altura 89 cmLongitud 178 cmPrecisioacuten maacutexima 225ordmRango de resistencia 688Ω ~ 120kΩConector RJ11

Figura 39 Veleta

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

21322 Proceso de Medida

La veleta estaacute constituida por una base que gira libremente sobre una plataforma dotada de una red de ocho interruptores conectados a ocho resistencias diferentes que permanecen abiertos normalmente y que se cierran (uno o como maacuteximo dos al mismo tiempo) cuando un imaacuten colocado en la base actuacutea sobre ellos lo que nos permite distinguir hasta 16 posiciones diferentes (el equivalente a una resolucioacuten de 225o) La resistencia equivalente de la veleta conforma junto con una resistencia de 10kΩ un divisor de tensioacuten alimentado a 33V a traveacutes de un switch digital controlado mediante el pin ANALOG1 cuya salida puede leerse en la entrada analoacutegica de Waspmote ANALOG5 La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue ademaacutes almacena en la variable vane_direction un valor binario de 16 bits que se corresponde con un identificador de la direccioacuten marcada Apagar el sensor cuando no se esteacute utilizando a traveacutes de este switch es altamente recomendable de cara a minimizar el consumo global de la placa (puede encontrar maacutes informacioacuten sobre consumos y recomendaciones para minimizarlo en el capiacutetulo 4)

A continuacioacuten se muestra una tabla de los valores que puede tomar la resistencia equivalente de la red en funcioacuten de la direccioacuten en que sentildeale la veleta

Direccioacuten (Grados) Resistencia (kΩ) Tensioacuten (V) Identificador

0 33 253 SENS_AGR_VANE_N (0000000000000000)

225 657 131 SENS_AGR_VANE_NNE (0000000000000001)

45 82 149 SENS_AGR_VANE_NE (0000000000000010)

675 0891 027 SENS_AGR_VANE_ENE (0000000000000100)

90 1 03 SENS_AGR_VANE_E (0000000000001000)

1125 0688 021 SENS_AGR_VANE_ESE (0000000000010000)

135 22 059 SENS_AGR_VANE_SE (0000000000100000)

1575 141 041 SENS_AGR_VANE_SSE (0000000001000000)

180 39 092 SENS_AGR_VANE_S (0000000010000000)

2025 314 079 SENS_AGR_VANE_SSW (0000000100000000)

225 16 203 SENS_AGR_VANE_SW (0000000100000000)

2475 1412 193 SENS_AGR_VANE_WSW (0000001000000000)

270 120 305 SENS_AGR_VANE_W (0000100000000000)

2925 4212 267 SENS_AGR_VANE_WNW (0001000000000000)

315 649 286 SENS_AGR_VANE_NW (0010000000000000)

3375 2188 226 SENS_AGR_VANE_NNW (0100000000000000)

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

Coacutedigo de lectura

floatvalue_vane=0 SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_VANE) delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_vane=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_VANE)

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

-35- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

21323 Conector

Figura 40 Imagen del conector para la veleta

La veleta se conecta a la placa a traveacutes de un conector RJ11 sentildealado en la figura 40

2133 Pluvioacutemetro

21331 Especificaciones

Altura 905 cmLongitud 23 cmCapacidad del cubilete 028 mm de lluviaConector RJ11

Figura 41 Pluvioacutemetro

21332 Proceso de Medida

El pluvioacutemetro estaacute formado por un cubilete que cierra momentaacuteneamente un interruptor cada vez que se llena (~ 028mm) vaciaacutendose de manera automaacutetica a continuacioacuten El resultado es una sentildeal de pulsos digitales cuya frecuencia es proporcional a la intensidad de lluvia La funcioacuten de lectura de la libreriacutea readValue proporciona el valor de intensidad de lluvia en miliacutemetros de lluvia por minuto (mmmin) El sensor estaacute conectado directamente a la entrada de Waspmote DIGITAL2 a traveacutes de una resistencia de pull up asiacute como al pin de interrupcioacuten TXD1 permitiendo la activacioacuten de una interrupcioacuten del microprocesador al detectar la precipitacioacuten No se ha introducido ninguacuten elemento de control de alimentacioacuten para este sensor al presentar un consumo nulo en ausencia de cambios en el interruptor

Este sensor soacutelo estaacute incluido en la versioacuten PRO de la placa

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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2 Sensores

Coacutedigo de lectura

floatvalue_pluviometer=0 delay(100) tiempodeesperaparaestabilizacioacutendelaalimentacioacuten value_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)

21333 Conector

Figura 42 Imagen del conector para el pluvioacutemetro

En la imagen de la figura 42 podemos ver indicado el conector RJ11 para el pluvioacutemetro

214 Integracioacuten de Nuevos SensoresEn este manual se detallan y recomiendan aquellos sensores que han sido probados en esta placa por Libelium Sin embargo otros sensores diferentes como los 10HS EC-5 y MPS-1 de Decagon que presenten una salida anaacuteloga a los anteriormente descritos en forma de resistencia o tensioacuten analoacutegica pueden integrarse en la placa siempre y cuando sus consumos se tengan en cuenta en la aplicacioacuten desarrollada y se respeten las especificaciones del mote (puede consultarlas en el capiacutetulo 2 del manual de Waspmote)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

31 Configuracioacuten del HardwareLa Placa de Agricultura para Waspmote apenas requiere de ninguacuten tipo de configuracioacuten manual del hardware ya que toda la gestioacuten de alimentacioacuten lectura de sensores y operacioacuten se realiza digitalmente Tan soacutelo seraacute necesario conectar de manera correcta cada uno de los sensores a su conector para que puedan ser medidos de manera eficaz

32 APISe ha programado una libreriacutea que antildeadida al IDE de Waspmote permite gestionar de manera sencilla y a alto nivel los recursos de la Placa de Agricultura la alimentacioacuten el encendido y lectura de los sensores y las interrupciones

SensorAgrsetBoardMode(MODE)

Esta funcioacuten se utiliza para administrar el paso de alimentacioacuten a la placa Asignando a la variable MODE el valor SENS_ON se activan los switches de la placa que permiten el paso de las tensiones de 33V y 5V mientras que asignaacutendole el valor SENS_OFF ambos switches se desconectan cortando el paso de la alimentacioacuten

SensorAgrsetSensorMode(MODE TYPE)

La funcioacuten setSensorMode permite la activacioacuten y desactivacioacuten de la alimentacioacuten de cada uno de los sensores asignando a la variable MODE los valores SENS_ON para encendido o SENS_OFF para apagado A traveacutes de la variable TYPE se indica cuaacutel de los sensores se desea manipular

Presioacuten atmosfeacuterica SENS_AGR_PRESSURE

Watermark nordm 1 SENS_AGR_WATERMARK_1

Watermark nordm 2 SENS_AGR_WATERMARK_2

Watermark nordm 3 SENS_AGR_WATERMARK_3

Anemoacutemetro SENS_AGR_ANEMOMETER

Veleta SENS_AGR_VANE

Dendroacutemetro SENS_AGR_DENDROMETER

PT1000 SENS_AGR_PT1000

Humedad de hoja SENS_AGR_LEAF_WETNESS

Temperatura SENS_AGR_TEMPERATURE

Humedad SENS_AGR_HUMIDITY

Radiacioacuten solar SENS_AGR_RADIATION

Temperatura y humedad (Sensirion) SENS_AGR_SENSIRION

A la hora de encender y apagar cada uno de los sensores tenga en cuenta que varios de ellos estaacuten agrupados bajo el mismo interruptor de estado soacutelido es decir cuando modifique el estado de uno de ellos lo haraacute para el de todos los asociados al mismo switch Puede encontrar informacioacuten sobre coacutemo se agrupan los sensores en el apartado 41

SensorAgrreadValue(SENSOR TYPE)

La instruccioacuten readValue captura el valor de salida del sensor y lo almacena en formato coma flotante en la variable a la que se haya asignado la funcioacuten El sensor de cuya salida se captura el valor se introduce a traveacutes de la variable SENSOR que admite como valores los mismos indicados en el apartado dedicado a la funcioacuten setSensorMode El valor capturado es convertido a las unidades correspondientes al sensor que ha sido leiacutedo El paraacutemetro TYPE soacutelo es necesario que sea introducido cuando se realice la lectura del sensor de temperatura y humedad SHT75 de Sensirion para el que es necesario indicar cuaacutel de las dos medidas se desea realizar (SENSIRION_TEMP para temperatura y SENSIRION_HUM para humedad)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

-37- v1-05

4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

SensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

Esta funcioacuten se utiliza para configurar el valor del umbral de comparacioacuten que regula el salto de la interrupcioacuten del anemoacutemetro En la variable THRESHOLD se introduce en formato coma flotante (float) el valor que se pretende adjudicar a dicho umbral (velocidad de viento en kiloacutemetros por hora) que debe encontrarse dentro de un rango entre 0 y 264 kmh

SensorAgrattachInt(SENSOR)

La funcioacuten attachInt habilita las interrupciones generadas por el sensor introducido en la variable SENSOR a la que se pueden asignar los valores SENS_AGR_ANEMOMETER para activar las interrupciones a traveacutes del anemoacutemetro o SENS_AGR_PLUVIOMETER para activar las interrupciones del pluvioacutemetro Tenga en cuenta que para que la interrupcioacuten del anemoacutemetro se produzca eacuteste debe haber sido encendido previamente utilizando la funcioacuten setSensorMode de esta libreriacutea

SensorAgrdetachInt(SENSOR)

Complementaria a la funcioacuten anterior el propoacutesito de dettachInt es deshabilitar las interrupciones en caso de que no se desee que el microprocesador reaccione ante un cambio en uno de los sensores Despueacutes de su ejecucioacuten el mote ignoraraacute cualquier interrupcioacuten que le llegue desde los sensores indicados en la variable SENSOR hasta que de nuevo se ejecute la instruccioacuten attachInt

SensorAgrsleepAgr(TIME OFFSET MODE OPTION AGR_INTERRUPT)

La funcioacuten sleepAgr es una adaptacioacuten de la funcioacuten deepSleep que se encuentra en la libreriacutea WaspPWRcpp que permite dormir Waspmote apagando la placa completamente o manteniendo encendida la circuiteriacutea del pluvioacutemetro y el anemoacutemetro en funcioacuten de si las interrupciones de estos dos sensores van a ser utilizadas para despertar el microprocesador Los paraacutemetros TIME OFFSET MODE y OPTION permiten definir el tiempo que pasa la placa en modo deep sleep antes de despertar mediante el RTC y los dispositivos de la misma que permanecen inactivos de manera anaacuteloga a la funcioacuten original (consulte el manual de Waspmote y la guiacutea de programacioacuten del API para maacutes informacioacuten) mientras que el paraacutemetro AGR_INTERRUPT permite activar las interrupciones de pluvioacutemetro o anemoacutemetro asignaacutendole los valores SENS_AGR_ANEMOMETER o SENS_AGR_PLUVIOMETER (recuerde que para que estas interrupciones funcionen correctamente no debe desactivar la alimentacioacuten de la placa de sensores al dar valor al paraacutemetro OPTION)

Un programa baacutesico para detectar eventos procedentes de la placa presentaraacute una estructura similar a la expuesta a continuacioacuten pudiendo variar en funcioacuten de las necesidades de la aplicacioacuten

1 Encendido de la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrasetBoardMode

2 En caso de que se trate de una placa de Agricultura PRO encender los integrados que interactuacutean a traveacutes del I2C para evitar conflictos en el bus mediante la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode(SENS_ON SENS_AGR_RADIATION)

3 Encendido del RTC mediante la funcioacuten RTCON

4 Configuracioacuten del umbral del anemoacutemetro (si va a utilizarse su interrupcioacuten) utilizando la funcioacuten SensorAgrsetAnemometerThreshold

5 Activacioacuten de los sensores que vayan a generar dichas interrupciones utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode

6 Poner el mote a dormir mediante la funcioacuten SensorAgrsleepAgr

7 Al despertar el mote deshabilitar la llegada de interrupciones desde la placa utilizando la funcioacuten SensorAgrdetachInt

8 Procesar la interrupcioacuten

- Encender aquellos sensores inactivos cuya lectura se va a llevar a cabo utilizando la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Tomar las medidas de los sensores utilizando la funcioacuten SensorAgrreadValue - Apagar los sensores que no van a generar interrupciones con la funcioacuten SensorAgrsetSensorMode - Almacenar o enviar a traveacutes de un moacutedulo radio la informacioacuten recabada

9 Volver al paso 5 a habilitar las interrupciones y volver a dormir

-35- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

-37- v1-05

4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

-39- v1-05

5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de coacutedigo en el que se activa la placa se duerme durante diez minutos con las interrupciones de lluvia y velocidad de viento (con el umbral fijo a 90 kmh) activadas se toman medidas de anemoacutemetro pluvioacutemetro dendroacutemetro y temperatura una vez se ha producido la interrupcioacuten a traveacutes del RTC o de la placa de sensores y se transmiten los valores obtenidos mediante el moacutedulo XBee

------------Agricultureboardexample---------------TestingtheAgricultureBoardReadingthepluviometerdendrometeranemometerandtemperaturesensorandreceivinganemometerinterruptions wwwLibeliumcom

SetthresholdheredefineTHRESHOLD900

floatvalue_temperature=0floatvalue_dendrometer=0floatvalue_anemometer=0floatvalue_pluviometer=0

voidsetup()SwitchontheboardSensorAgrsetBoardMode(SENS_ON)TurnontheI2ChandleddevicesSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)delay(100)

InitRTCRTCON()delay(100)

ConfigurethethresholdfortheanemometerSensorAgrsetAnemometerThreshold(THRESHOLD)

TurnontheanemometerSensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_ANEMOMETER)

voidloop()PutthemotetosleepSensorAgrsleepAgr(ldquo00001000rdquoRTC_OFFSETRTC_ALM1_MODE1UART0_OFF|UART1_OFF|BAT_OFFSENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)DisableinterruptionsfromthesensorboardSensorAgrdetachInt(SENS_AGR_ANEMOMETER|SENS_AGR_PLUVIOMETER)

Turnonthelowconsumpitonsensors(anemometeranddendormeter)SensorAgrsetSensorMode(SENS_ONSENS_AGR_DENDROMETER)

Readingthefoursensorsvalue_pluviometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_PLUVIOMETER)value_anemometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)value_temperature=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)value_dendrometer=SensorAgrreadValue(SENS_AGR_DENDROMETER)delay(100) SendthedatathroughtheXBeeXBeesetMode(XBEE_ON)XBeebegin()delay(50)XBeeprint(ldquoPluviometerldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoAnemometerldquo)

-36- v1-05

3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

-37- v1-05

4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

-38- v1-05

4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

-39- v1-05

5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

-40- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

-42- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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3 Configuracioacuten y programacioacuten de la placa

XBeeprint(value_anemometer)XBeeprint(ldquoTemperatureldquo)XBeeprint(value_pluviometer)XBeeprint(ldquoDendrometerldquo)XBeeprintln(value_pluviometer)delay(50)XBeeclose()XBeesetMode(XBEE_OFF)

Los ficheros propios de la placa de sensores son WaspSensorAgrcpp WaspSensorAgrh

-37- v1-05

4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

-40- v1-05

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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4 Consumo

4 Consumo

41 Control de la alimentacioacutenLa electroacutenica de la Placa de Agricultura requiere tanto de la alimentacioacuten de 33V del regulador de Waspmote como de la alimentacioacuten de 5V del conversor DC-DC del mismo pudiendo controlarse ambas a traveacutes del propio mote utilizando la funcioacuten setBoardMode del API para la conexioacuten y desconexioacuten completa de la misma

Internamente a la propia placa la alimentacioacuten de los sensores puede manejarse separadamente utilizando el sistema de interruptores de estado soacutelido digitales (switches) del mismo modo que en otras placas de sensores de la plataforma Waspmote permitiendo mantener el consumo de la placa encendida en un miacutenimo de 106μA De este modo los 14 sensores que como maacuteximo pueden conectarse simultaacuteneamente a la Placa de Agricultura se han asociado en cuatro grupos diferentes de acuerdo a dos criterios el consumo de los sensores y la funcioacuten que desempentildean Las funciones del API que controlan la activacioacuten de dichos grupos de sensores asiacute como el resto de funciones especiacuteficas de la Placa de Agricultura para lectura y configuracioacuten de los sensores se encuentran en la libreriacutea SensorAgr detallada en el apartado 32 de este manual

Grupo Watermark El primero de estos grupos estaacute formado por los tres sensores Watermark para humedad de suelo asiacute como la electroacutenica asociada a los mismos descrita en el apartado 263 La alimentacioacuten (33V) se conecta a sensores y electroacutenica a traveacutes del switch 2 que puede activarse y desactivarse utilizando el pin digital DIGITAL1

Grupo Meteorologiacutea El segundo grupo lo conforman la veleta y el anemoacutemetro de la estacioacuten meteoroloacutegica descritos en los apartados 28 y 29 En esta caso los sensores necesitan tanto la alimentacioacuten de 33V como la alimentacioacuten de 5V (para el contador de revoluciones del anemoacutemetro) controladas ambas mediante el mismo pin (ANALOG1 configurado como pin de salida digital) y a traveacutes del mismo integrado (el switch 4)

Grupo Bajo Consumo El tercer grupo estaacute formado por el conjunto de sensores de bajo consumo formado por el dendroacutemetro el sensor de humedad de ambiente el sensor de temperatura de ambiente el sensor conjunto de humedad y temperatura de ambiente el sensor de humectacioacuten de hoja el sensor de temperatura de suelo y el sensor de radiacioacuten solar La regulacioacuten de la alimentacioacuten de todos estos sensores requiere la utilizacioacuten de varios integrados (switches 1 2 y 3) controlados todos ellos mediante el mismo pin digital (DIGITAL5) Este grupo requiere tanto de la alimentacioacuten de 5V como de la de 33V

Por uacuteltimo el sensor de presioacuten atmosfeacuterica MPX4115A se alimenta de manera aislada del resto (5V) debido a que requiere una intensidad mayor que el resto de sensores Tambieacuten controlada desde el switch 3 controlado en este caso por el pin de salida digital DIGITAL7

El pluvioacutemetro permanece siempre conectado a su alimentacioacuten de 33V sin posibilidad de desconexioacuten salvo cuando la placa completa sea apagada desde Waspmote Esto es debido a la conveniencia de monitorizar de manera ininterrumpida las precipitaciones en determinadas aplicaciones siendo en este caso factible al tratarse de un sensor cuyo consumo en ausencia de lluvia es praacutecticamente nulo

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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4 Consumo

42 Tablas de ConsumoEn la tabla a continuacioacuten se relatan los consumos que presenta la placa el consumo miacutenimo constante (fijado por los componentes que estaacuten permanentemente activos) los consumos miacutenimos de la electroacutenica incluida en cada uno de los grupos que forman los switches (sin sensores) y los consumos individuales de cada uno de los sensores conectados en solitario a la placa (el consumo total de la placa con un sensor determinado se calculariacutea sumando el consumo miacutenimo de la placa el consumo del grupo en el que se encuentra y el consumo del sensor)

Recuerde que puede desconectar completamente la alimentacioacuten de la placa reduciendo el consumo a cero utilizando la funcioacuten de desconexioacuten de los switches generales de 33V y 5V incluida en la libreriacutea

Consumo

Miacutenimo (CTE) 106μA

Grupo Estacioacuten 7mA

Grupo Watermark 14mA

Grupo Bajo Consumo 22mA

Presioacuten Atmosfeacuterica 112μA

Watermark (1 sensor) lt08mA

Watermark (2 sensores) lt15mA

Watermark (3 sensores) lt22mA

Anemoacutemetro lt400μA

Veleta lt300μA

Pluvioacutemetro 0μA (330μA en Pulso en ON -10ms aproximadamente-)

Humedad (808H5V5) 07mA

Temperatura (MCP9700A) 6μA

SHT75 lt1μA

Sensor de Radiacioacuten solar - PAR (SQ-110) 0μA

Sensor de Radiacioacuten Ultravioleta - UV (SU-100) 0μA

PT1000 15mA

Dendroacutemetros 160μA

Humectacioacuten de hoja lt240μA

43 Modo de bajo consumoLa Placa de Agricultura de Waspmote ha sido disentildeada para presentar el menor consumo posible Por ello las uacutenicas recomendaciones que deberaacute intentar seguir el usuario son las siguientes

bull Apague aquellos sensores que no desee utilizarEncienda soacutelo aquellos sensores cuya medida va a tomar y solamente durante el tiempo necesario para ello

bull Utilice el modo de bajo consumo de WaspmoteLa libreriacutea de esta placa incluye una funcioacuten que permite poner en el mote en modo bajo consumo Utiliacutecela durante el tiempo en el que Waspmote no esteacute realizando la medicioacuten de ninguno de los sensores y espacie la tomar de medidas lo maacuteximo posible que le permita la aplicacioacuten

bull No conecte sensores que no vaya a utilizarDado que varios de los sensores comparten la misma liacutenea de alimentacioacuten la conexioacuten de un sensor que no se va a utilizar redundaraacute en un mayor consumo y por tanto en una menor vida de la bateriacutea

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

v10_

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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5 Mantenimiento

5 Mantenimiento

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Sea cuidadoso en la manipulacioacuten de Waspmote no lo deje caer ni lo golpee ni lo mueva bruscamente bull Evite tener los dispositivos en zonas de altas temperaturas ya que podriacutean dantildearse los componentes electroacutenicos bull Las antenas se roscan suavemente al conector no las fuerce al colocarlas ya que podriacutea dantildear los conectores bull No utilice ninguacuten tipo de pintura para el dispositivo puede perjudicar el funcionamiento de las conexiones y mecanismos

de cierre

6 Desecho y reciclaje

bull En este apartado el concepto ldquoWaspmoterdquo engloba tanto al mismo dispositivo Waspmote asiacute como a sus moacutedulos y placas de sensores

bull Cuando Waspmote llegue al final de su vida uacutetil debe llevarlo a un punto de reciclaje de equipos electroacutenicos bull El equipo posee un sistema de recogida selectiva diferente al de residuos soacutelidos urbanos gestione su desprendimiento

adecuadamente bull Su distribuidor le informaraacute a cerca del proceso de desecho maacutes adecuado y respetuoso con el medio ambiente para el

producto usado y su embalaje

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores WatermarkLa siguiente tabla muestra la resistencia del sensor para varios valores de tensioacuten de agua en suelo (a 75 grados Fahrenheit equivalente a 238 grados Celsius)

Tensioacuten de agua en suelo (cbar) Resistencia del sensor (Ohms)

0 550

9 1000

10 1100

15 2000

35 6000

55 9200

75 12200

100 15575

200 28075

Tabla 1 Valores de resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Esta serie puede aproximarse mediante la siguiente ecuacioacuten

Ecuacioacuten 1

Donde TA representa la tensioacuten de agua en suelo expresada en centibares

A partir de los valores reales y de la aproximacioacuten se obtiene la siguiente graacutefica de la resistencia del sensor frente a la tensioacuten de agua en suelo

Figura 43 Resistencia del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

En la siguiente figura puede verse la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor para los valores de resistencia reales y los proporcionados por la aproximacioacuten lineal

Figura 44 Frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

La foacutermula utilizada para dibujar este graacutefico en funcioacuten de la resistencia del sensor es la siguiente

Ecuacioacuten 2

Donde F representa la frecuencia de salida en Herzios y RS la resistencia del sensor en ohmios

Si sustituimos la ecuacioacuten 1 en la ecuacioacuten 2 obtenemos la frecuencia de salida en funcioacuten de la tensioacuten de agua en suelo

Ecuacioacuten 3

Ecuacioacuten 4

Vemos que el valor de salida para el rango de trabajo se encuentra entre 300 Herzios (correspondiente a 200 centibares de maacutexima presioacuten de agua en suelo) y 7600 Herzios aproximadamente para medidas de 0 centibares Se ha comprobado empiricamente que el comportamiento del sensor en suelos con gran humedad por debajo de los 10 centibares se muestra muy variable entre diferentes unidades de manera que es recomendable calibrar cada sensor especiacutefico si es necesaria una gran precisioacuten en estas condiciones

Para obtener la respuesta del sensor maacutes allaacute de este rango es decir por encima de los 200 centibares debemos extrapolar los valores de tensioacuten de agua en suelo a partir de la aproximacioacuten lineal obtenida en la ecuacioacuten 1 Estos sensores no estaacuten preparados para trabajar bajo estas condiciones por tanto el siguiente graacutefico debe tomarse tan soacutelo como referencia

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

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Anexo 1 Guiacutea de interpretacioacuten de los sensores Watermark

Figura 45 Tensioacuten de agua en suelo en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor

Figura 46 Tensioacuten de agua en suelo (en escala logariacutetmica) en funcioacuten de la frecuencia de salida del circuito de adaptacioacuten del sensor