2013

Torres Aldama Daniel

Martínez menes Griselda

Hernández García Eduardo

Juárez navarro Aldo Williams

3 A T/V

Reporte de proyecto

ABSTRACT. INTELLIGENT GREEN HOUSE Our Project INTELLIGENT GREEN HOUSE has as a purpose keep a constant balance in a greenhouse ecosystem type, that is to say, that it has the necessary conditions to lodge the How did we obtain this? The INTELLIGENT GREENHOUSE consists of four sensorial answers which will give the principal activity of maintenance to the ecosystem. Humidity sensor: this sensor will have the purpose of keep us informed of the conditions in which is the earth where we lodge our plants, besides to send a logic answer to an a microcontroller which will be in charge of activate or deactivate the irrigation system according to the sensorial answer. Infrared ray sensor: It will have the mission of inform to the microcontroller into the intensity of infrared rays that are outside and depending on the sensor’s answer, the microcontroller will position the solar panel, this is with the purpose of make good use of the benefits that solar light gives to our point of energize the whole electronic systems. Temperature sensor: Finally we got this sensor, which will be in charge of measuring the temperature inside the greenhouse, giving an analogical answer which will be send to ADC(Analogue to Digital Converter) of our microcontroller and this answer will be the responsible of that the microcontroller active a servo motor which will open a ventilation over the green house, until the temperature reaches an ideal condition for our plants

INTRODUCCION La automatización es la capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención humana. Resulta sumamente interesante saber cómo es posible que diversos sistemas sean tan precisos, rápidos, económicos y sobre todo, autónomos. Pues gracias a la automatizaciones como obtenemos todas estas grandes ventajas. Él presente trabajo trata de explicar la resolución de un problema que se planteó y lamotivación para darle una solución eficaz por medio de la automatización. Los invernaderos… El proyecto a tratar. Se habla de cómo se aplica la automatización por medio de un conjunto de subsistemas dentro de un invernadero para lograr una autonomía y mayor eficiencia de este, laconstrucción de dichos sistemas, que recursos fueron empelados para su elaboración, que compone a cada uno de los subsistemas que integran al invernadero así como el funcionamiento de estos. El primer tema que se tratara es un marco teórico donde se da a conocer cómo cambian concepto de invernadero común a un invernadero inteligente MOTIVACIÓN Nuestra motivación se basa en mostrar una mejor manera de cultivar en un invernadero ayudándonos de la automatización. Tomando en cuenta las ventajas que se podrían tomar de ello, llevándolo a situaciones reales donde el clima y/o el suelo impiden el desarrollo delas plantas, frutas y vegetales que sustentan la dependencia económica de las personas que los cultivan. Y de esta forma ponemos nuestra propuesta a escala para darnos una idea de lo que podría ser en un tamaño real. Queremos hacer de esto una visión más de la utilidad que tiene la automatización, ya que ya existe una empresa con un margen muy similar al que usamos como proyecto de invernadero inteligente, así que nosotros deseamos mostrarlo de manera que se vea lo que hemos aprendido de sistemas digitales, y como éstos conocimientos se aplican en la industria para favorecerla

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Lograr automatizar un sistema de invernadero por medio de circuitos electrónicos,

micro controladores PIC y sensores que operen en sincronía. Proporcionando la

energía mediante fuentes amigables con el ambiente.

OBJETIVOS PARTICULARES:

Generar el riego de los cultivos automáticamente cuando estos lo necesiten.

Ventilar los cultivos automáticamente cuando la temperatura dentro del

invernadero sea inadecuada para el tipo de cultivo que se aloje dentro de él.

Energizar los circuitos electrónicos por medio de la captación de energía solar,

esto con el fin de que sea un invernadero ecológico y no tenga repercusiones

negativas al medioambiente

MARCO TEORICO

HABLEMOS DE LOS INVERNADEROS.

Un invernadero es un edificio con paredes de vidrio o plástico translucido, es

empleado para el cultivo y la conservación de plantas delicadas, también es usada

para forzar el crecimiento de plantas fuera de temporada. Los invernaderos están

ideados para transformar la temperatura, humedad y luz, logrando así condiciones

ambientales similares a otros climas. Los invernaderos pueden variar en su

construcción para adecuarse al terreno en el que se instalara el cultivo.

UN POCO DE HISTORIA.

Se tiene que los primeros usos de un invernadero se dieron en la época romana,

ya que se tiene en escritos que por las exigencias de emperadores en sus dietas,

ya que pedían comer cosas fuera de temporada o exóticas, así que un jardinero

había instalado su propia manera artificial de cultivar la cual es un método utilizado

aun en la actualidad, el cual consiste en crear condiciones de una cierta manera

permanente para que pueda ser cultivada en todo momento. Durante el S.XIII, en

Italia se hizo una fabricación de edificios con la función de hacer crecer plantas

exóticas, después se extendió esta idea a lo que es Inglaterra y los países bajos;

aunque en ese entonces presentaba problemas deficientes como escases de aire

y el flujo del calor normal, lo que provocaba que los cultivos no se desarrollaran de

una manera adecuada o murieran en corto

Tiempo. Después, estos los “jardines botánicos” solo eran utilizados en países de

altos recursos

Económicos como Inglaterra, Italia, Alemania, etc. y en algunas universidades

reconocidas comenzaban su experimentación para el mejoramiento y perfección

de estos, enfocándose en la ventilación, el espacio, las plantas que se pueden

mantener ahí, etc. En el S. XVII se produce la tecnología para fabricar cristales

que serían utilizados en la construcción de edificios de invernaderos, además se

desarrolla una mejor manera en su construcción de tal manera que fuera más

práctico o más útil para las plantas que eran necesarias y con el cristal ya se podía

mantener un ambiente más cálido. Para el S. XIX se crean los invernaderos de

gran tamaño e importancia como el de Inglaterra llamado “new Garden

.En la actualidad existen invernaderos más grandes y su uso es más frecuente,

esto es gracias a la ventaja del sistema de invernadero sobre el método tradicional

a cielo abierto, ya que bajo invernadero, se establece una barrera entre el medio

ambiente externo y el cultivo. Esta barrera limita un microclima que permite

proteger el cultivo del viento, lluvia, plagas, enfermedades, hierbas y animales.

Igualmente, esta protección permite al agricultor controlar la temperatura, la

cantidad de luz y aplicar efectivamente control químico y biológico para proteger el

cultivo. Países como México y España han desarrollado la tecnología del

invernadero para lograr mejor asen su producción. La producción de jitomate en la

zona del bajío Mexicano y los campos de Almería en España.

IMPORTANCIA DE UN INVERNADERO EN LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA

Un invernadero ayuda a mantener un clima adecuado para la producción no solo

de flores, sí no también de productos agrícolas como verduras, frutas, etc. Los

cuales son elementos básicos en la alimentación de las personas tanto en zonas

rurales como en urbanas, la función del invernadero en la producción agrícola se

fundamenta en que se pueden mantener productos fuera de temporada, lo cual

provoca una mayor producción para una demanda fuerte proveniente de ciudades

altamente pobladas como la Ciudad de México. Además, una de las ventajas del

invernadero es que pueden ser usadas en comunidades para beneficio de las

mismas que no tienen cerca recursos para comprar alimentos y no es necesario

tener grandes conocimientos de jardinería y botánica para poder mantenerlo en

uso.

¿DÓNDE SE NECESITA UN INVERNADERO?

Lo invernaderos frecuentemente son utilizados cuando se requiere acelerar el

cultivo con ciertas condiciones de clima, las cuales son proporcionadas por el

invernadero. Pero donde puede ser más útil su uso es en las zonas áridas donde

no llueve muy seguido, así como en climas hostiles con cambios muy dramáticos,

ya sea frio o calor, que afectan a las plantas de los cultivos.

LAS VENTAJAS DEL USO DE UN INVERNADERO EN ESTAS ZONAS Y EN

GENERAL SON: DIFUSIÓN DE LUZ

Porque un invernadero puede cambiar la dirección de los rayos solares

distribuyéndola equitativamente por toda el área para beneficiar a todo el

invernadero en su conjunto y a la vez impedir que lleguen directamente a la planta.

La luminosidad se puede obtener en mayor o menor grado dependiendo del

diseño y cubierta del invernadero. Este aspecto permite el buen desarrollo del

cultivo y ayuda a la mejor obtención de frutos.

FOTOSÍNTESIS.-

El proceso fotosintético se ve favorecido dentro del invernadero, debido a la forma

en que es difundida la luz y a la conservación de temperaturas.

MICROCLIMA

Manejar un microclima que permite controlar y mantener las temperaturas

óptimas, aporta que las plantas sean más abundantes y de mejor calidad, también

puede permitir programar las cosechas para épocas de escasez. Con esto,

podemos saber que la real ciencia de los invernaderos, es el poder mantener la

temperatura de los rayos focalizada, en su interior. Lo cual eleva la temperatura

interna del invernadero. Por medio de la concentración de calor dentro del mismo.

Esto permite que muchísimas plantas se puedan dar de mejor manera. Más aún,

cuando se trata de algunas que con las bajas temperaturas del invierno se

marchitan o sufren por éste cambio. Es por lo mismo, que un invernadero, es una

herramienta efectiva, para poder cultivar plantas, independiente la época del año,

en que se está viviendo.

¿QUÉ DESEAMOS EN UN INVERNADERO?

Dentro de los aspectos que debe proporcionar un invernadero para considerarse

efectivo están: El aire, en éste aspecto podríamos tomar en cuenta las

dimensiones con las que construimos el invernadero, éstas deben ser de un

tamaño que permita a las plantas respirar, también está la ventilación, que

podemos usar para brindar un poco de brisa a nuestras plantas de vez en cuando.

La temperatura, es muy importante que está se mantenga en el rango ideal para

las plantas, ya que si el interior ésta muy frio o muy caliente, puede afectar en el

desarrollo de las mismas. El riego, sabemos que un invernadero proporciona cierto

ahorro de agua ya que usualmente su interior es un poco húmedo, pero es

importante tener en cuenta la forma en que se van a regar las plantas, fijándonos

en que sea de forma distribuida y eficaz para tener un consumo moderado de

agua. También ésta la iluminación, en éste aspecto podemos tomar en cuenta la

posición del invernadero, lo más eficaz es ubicarlo viendo hacia el norte y a

medida que avance el día los rayos del sol se distribuirán muy bien en su

superficie proporcionando mejor iluminación para las plantas. Tipo de suelo. Se

deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas

modernos de ferri-riego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o

sustratos artificiales. Por último el clima que se maneja dentro del invernadero

dependiendo de las necesidades de las plantas que le vayamos a introducir.

Hasta ahora hemos estado tratando el concepto común de lo que es un

invernadero pero

Es tiempo de incluir un nuevo concepto, “La Automatización.”

Lo que se desea plantear ahora es el cómo la aplicación de la automatización

cambia de una perspectiva de invernadero común a un invernadero automatizado.

MICROCONTROLADOR PIC

Para la estructura electrónica y de programación de nuestro proyecto, uno de los

dispositivos ahusar es el Micro controlador PIC, para eso es importante saber

porque lo escogimos como opción para realizar ciertas funciones en la circuitería

Un Micro controlador PIC (controlador de interfaz periférico) es un dispositivo

electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones

son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en

este a través de un programador. El PIC está compuesto por: Memoria de datos,

memoria de programa, unidades de entrada y salida, generador de pulsos de reloj,

times y contadores en los cuales opcionalmente se puede incluir: controladores de

interrupciones, clocó interno, comparadores, PWM (Modulación por ancho de

pulso), y convertidores A/D (Analógico digital) o D/A (Digital analógico).Las

principales ventajas de usar micro controladores son:-Aumento de prestaciones:

un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora

considerable en el mismo-Aumento de fiabilidad: Menor riesgo de averías Menos

ajustes-Disminución del tamaño del circuito: Menor volumen Mano de obra-

Disminución de costo del circuito.

Figura 1.1

PIC 16F46A por cortesía de microchip

SENSORES

Un sensor es un dispositivo que convierte una variable física que se desea medir

en una señal eléctrica que contiene la información correspondiente a la variable

que se detecta. Para ello el sensor suele ir acoplado a un circuito que convierte la

señal de éste a valores adecuados para que dicha señal se pueda capturar. Como

etapa intermedia se debe realizar la calibración o ajuste de la medida del sensor,

para así controlar la sensibilidad con que va poder detectar la señal que mandara

al circuito. Finalmente, se procede a la etapa de adquisición, para su

procesamiento, registro o presentación. Los sensores cuentan con ciertas

características que hay que tomar en cuenta:

Resolución:

Es la mínima variación, dentro del rango de medida, que es apreciada por el

sensor como un cambio de su salida.

Precisión:

Es la tolerancia de la medida, con lo que define los límites del error, garantizando

que la medida se encontrará con toda seguridad en el rango definido.

Repetitividad:

Es el grado de precisión en la repetición de una medida que serializa de forma

consecutiva y bajo las mismas condiciones, incluida la dirección de variación del

estímulo de entrada.

Sensibilidad:

Indica la variación que experimenta la medición con la variación dela variable

medida, o sea, es la razón de cambio de la salida ante los cambios en la entrada,

y por tanto es mejor cuanto mayor sea.

Exactitud:

Diferencia entre la salida real y el valor teórico de dicha salida

Rango:

Rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre el máximo y el

mínimo detectables por un sensor, con una tolerancia de error aceptable.

Deriva:

Variación de la salida esperada del sensor debido a cambios de temperatura,

humedad, envejecimiento, etc. Además, todo dispositivo presenta unas

condiciones ambientales de operación, fuera delas cuales no se garantiza su

funcionamiento, y que en el caso de los sensores, aún con un funcionamiento

correcto provocan desviaciones de las medidas que pueden resultar importantes.

SENSOR Y TRANSDUCTOR

Es importante mencionar que no es lo mismo decir sensor y transductor, lo cual es

un error muy común, un transductor es todo aquel componente que está siempre

en contacto directo con el ambiente con el que va a interactuar, mientras que

sensor es la circuitería necesaria para que la señal que manda el transductor

pueda ser convertida a una señal del tipo digital y pueda ser procesada por algún

otro componente que adquiera esos datos digitales

.Existen diferentes tipos de transductores los cuales solo mencionaremos a

continuación:

Transductores de presión:

Transductores resistivos:

Transductores magnéticos:

Transductores capacitivos:

Transductores piezoeléctricos:

Transductores mecánicos:

Transductores térmicos:

Transductores bimetálicos:

Transductores de ionización:

Transductores de filamento caliente:

Transductores de cátodo frio

Transductores de radiación

SENSOR DE HUMEDAD

Con éste sensor se trata de utilizar la conductividad que muestra la tierra, la cual

va a ser mayor mientras más sea la cantidad de agua presente en ella. Se

introducen dos electrodos separados por cierta distancia, para luego ser

sometidos a una diferencia de potencial constante. La corriente circulante será

entonces proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra. Cuándo no

exista humedad en la tierra, el sensor mandara un 0 al PIC, lo cual provocara que

se active el sistema de riego durante unos segundos para así mantener a las

plantas hidratadas

SENSOR DE TEMPERATURA:

Este dispositivo no es más que un circuito que se encarga de registrar la

temperatura que hay en cierto ambiente con ayuda de un transductor conocido

como LM35, cuya función es la de aumentar una corriente de salida cuando capta

una temperatura elevada, este transductor tiene una forma de transistor ya que

solo tiene 3 terminales, las cuales dos de ellas son para la alimentación (VCC y

GND) y la tercera terminal es la que de una corriente de salida cuyo valor depende

de la cantidad de temperatura que sea capaz de registrar.

Transductor LM 35 el cual es útil para un sensor de temperatura

Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor muy pequeño, y lo que se

puede hacer es mandar ese valor a una etapa de amplificación, esto es con ayuda

de amplificadores operacionales, los cuales con circuitos lineales, ya que solo

tienen5 terminales (no son número par como los circuitos normales).Este

componente tiene varias formas de conectarse. Después de esto, para ver al

aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar unos diodos LED que a

su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por cada diodo LED y a

unos divisores de voltaje, para que tenga un buen funcionamiento o en su defecto

se puede enviar la información al PIC para que pueda procesarla y hacer al

función que el programa le ordene.

Amplificador operacional básico de 5 terminales

.

Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor

muy pequeño, y lo que se puede hacer es mandar ese valor a una etapa de

amplificación, esto es con ayuda de amplificadores operacionales, los cuales con

circuitos lineales, ya que solo tienen5 terminales (no son número par como los

circuitos normales).Este componente tiene varias formas de conectarse. Después

de esto, para ver al aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar

unos diodos LED que a su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por

cada diodo LED y a unos divisores de voltaje, para que tenga un buen

funcionamiento o en su defecto se puede enviar la información al PIC para que

pueda procesarla y hacer al función que el programa le ordene

ELEMENTOS QUE CONFORMAN Y SON CONTROLADOS POR SENSOR

SERVOMOTOR

Este dispositivo tiene la capacidad de poder convertir energía eléctrica en

mecánica, ya que gracias a un motor de corriente continua genera movimiento,

pero esta no es su característica especial, si no que este dispositivo posee un

circuito diminuto con un potenciómetro denominado circuito de control, el cual

tiene la función de colocar la posición del eje del motor en un ángulo especifico,

por esta razón, este dispositivo es muy usado en robots donde se requiere que el

actuador sea preciso Pero también hay que reconocer que el servomotor no puede

dar una vuelta completa debido a que conforme va dando el giro, el potenciómetro

llega a su límite de giro y aparte dentro de la sección de engranaje uno de los

engranes tiene un obstáculo que no permite al motor girar los 360grados.A

continuación se muestran las partes de un servomotor:

Partes internas de un servomotor

La caja de engranaje de los servomotores tienen la función de un moto reductor,

ya que se necesita que este tipo de motores tenga la capacidad de que pueda

soportar una cantidad de peso necesario para mover objetos muy diversos como

brazos, piezas mecánicas pesadas etc. Caja reductora Circuito Motor de corriente

continúa

También hay que especificar que los servomotores poseen tres cables

identificables por los colores que revelan su función, por lo regular son: Rojo,

Amarillo y Negro, uno de ellos represéntala línea de voltaje, el cual alimenta el

circuito interno, otro cable está destinado a GND del circuito, y una tercera línea

es la que transporta los pulsos generados por un dispositivo denominado ppm.

Estas siglas representan, modulación por amplitud de pulso.

- Modulación por ancho de pulso

TRANSDUCTORES

De esta lista el transductor que usaremos será del tipo térmico y resistivo, ya que

en el primero (térmico) está en el sensor de temperatura, el segundo (resistivo

está incluido en la plataforma dela foto celda. El transductor térmico es el

dispositivo que al detectar o estar en presencia de altas temperaturas la respuesta

que tiene es la de variar la corriente que pasa al alimentar el circuito interno del

transductor, el componente que utilizamos (lm35) tiene tres terminales las cuales

dos de ellas están dispuestas para la alimentación del circuito, y la tercera es para

la señal de salida en respuesta a la temperatura.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La necesidad de un invernadero automatizado depende de varios factores, de ser

un invernadero común y corriente, las necesidades son las usuales de mantener el

cultivo en un entorno favorable, pero al hablar de automatización, agregamos unos

aspectos más que proporcionan mayores beneficios y la posibilidad de ahorrar el

tiempo que se podría tomar cuidando manualmente un cultivo. Para esto vamos a

plantear el problema dividiéndolo, primeramente, a nivel global, en el cultivo y en

la automatización para conocer más afondo las necesidades que deben cubrirse

empleando nuestra propuesta.

Planteamiento del problema

NIVEL GLOBAL.

En la actualidad ya es muy notable el problema más grave que puede existir para

las personas, el cual es el calentamiento global, y uno de sus principales efectos

es el cambio climático, lo que provoca que en las zonas agrícolas haya una

variación de las temporadas en función de la temperatura del ambiente, esto

puede provocar que solo pueda existir poca producción y consecuentemente la

escases. Pero este problema no se dio por sí solo, fue por la acción indirecta de

las personas, ya que los automóviles (principalmente), aerosoles, gases de

congelador, emanaciones de combustión, etc. Son los verdaderos causantes de

los fenómenos que producen dicho mal, y que la gente usa a diario. Otro problema

que nos estamos enfrentando es la sobrepoblación, lo que va a generar que las

ciudades crezcan, pero si esto pasa, las grandes extensiones de áreas verdes van

a ir desapareciendo, y hay que recordar que no solo es una sola ciudad, porque al

menos en México hay tres ciudades importantes, pero también hay otras muchas

ciudades en vías de crecimiento y muchos poblados.

NIVEL CULTIVO

A veces en zonas donde hay climas que impiden el desarrollo de cultivos, se

necesita de un sistema que ayude proporcionando el ambiente ideal del que

requieren las plantas para lograr su buen crecimiento dentro de un medio en el

que los factores externos sean algo sin importancia. Cuando se quiere sembrar en

una zona poco fértil, lo más probable es que no se de la cosecha, y si hay brotes,

es muy difícil que se mantengan estables hasta su maduración. Cuando se cuenta

con un ambiente templado y húmedo el cultivo puede incluso crecer más rápido de

lo normal y, en consecuencia, proporcionar una mejor y más abundante cosecha

que si se sembrara a la intemperie en un clima desfavorecido.

NIVEL AUTOMATIZACIÓN

Como se ha mencionado ya, al hacer uso de un invernadero, obtenemos el

beneficio de un cultivo creciendo en un entorno favorable a su desarrollo, el

problema se deriva de que en algunas ocasiones no se cuenta con el tiempo

necesario para atender esta instalación, ni para verificar isla plantas requieren más

agua o ventilación, etc. Para estos casos, se requiere de un sistema que realice

este trabajo por nosotros, garantizando también ser completamente fiable y

efectivo, de manera que ahorre ese rato de atención al cultivo permitiéndonos

realizar otras actividades con la confianza de que nuestro cultivo se mantendrá en

buen estado gracias a la automatización que estará a cargo de ello.

DESARROLLO DE LA PROPUESTA

El invernadero que vamos a realizar consta de un sistema automatizado que

permite:

Regar el cultivo cuando se detecte, mediante un sensor de humedad, que

necesitan hidratarse, esto hará que se active la bomba colocada en la torre para

empezar a bombear agua a las tuberías y repartirla en las jardineras

Entilar cuando, por un sensor de temperatura, se detecte que el ambiente es

demasiado caluroso para el cultivo, activando un servomotor que abrirá una

ventanilla superior con el fin de disminuir esta temperatura.

Obtener su energía de los rayos solares desde un panel acoplado a un servomotor

que mediante una señal recibida por el sensor de ondas de luz infrarroja, hará que

se mueva el panel de acuerdo a la posición de donde provengan dichas ondas.

Físicamente, el invernadero consta de:-Torre de agua y de panel solar-Bomba de

agua-Tres jardineras-Instalación hidráulica-Ventanilla en el techo-Sensor de

humedad-Sensor de temperatura-Sensor de ondas infrarrojas

COMPONENTES DE UN INVERNADERO REAL

Para la estructura que sostiene a los invernaderos, se hace uso del hierro,

aluminio u otros metales, ya que son muy resistentes y mantendrán la

construcción firme, también para esto, en algunas ocasiones se hace uso de

madera para ahorrar dinero. El hormigón como estructura de un invernadero, tiene

mucha resistencia, en un principio fue usado para lugares donde nevaba, o había

mucho viento. Su desventaja está en su alto costo. En cuanto a la cubierta, se usa

un material que sea transparente, puede ser desde hule, acrílico o vidrio. En

lugares donde el clima es cálido, con pocas lluvias y mucho viento, se utiliza una

malla de alambre para sujetar la cobertura de plástico

METODOLOGIA

CONSTRUCCION DEL INVERNADERO INTELIGENTE

Estructura General

Jardineras

Domo

Sistema hidráulico

Torre de suministro

CONSTRUCCION ELECTRONICA DEL INVERNADERO INTELIGENTE

Sistema de riego automático

Sensor de temperatura

Capitación de energía por panel solar

Funcionamiento de las partes que conforman el invernadero inteligente

ESTRUCUTURA GENERAL

Jardineras

Sistema hidráulico

Torre de suministro de recursos

ESTRUCTURA GENERAL

Para la elaboración del invernadero, primero armamos la parte principal, que es la

cubierta que proporcionara el espacio para las plantas. Para lograrlo, tomamos las

medidas que deseábamos para tener un invernadero a escala que está basado en

la combinación del tipo parral y doble capilla Primero, medimos y cortamos acrílico

a modo de tener los lados para crear un espacio rectangular. Se cortó el acrílico

con una navaja especial para ello, también en algunas piezas usamos una

segueta. Cortamos ángulos a medida de las piezas de acrílico para así poder

unirlas y tener mayor soporte en la estructura. Unimos los pedazos de acrílico con

los ángulos usando silicón frio para ventanas, logrando así la estructura

rectangular de la figura.

JARDINERAS

Figura 1.27

- Diseño de la estructura

exterior del invernadero

Figura 1.28

- Bosquejo del invernadero desde

la estructura interna.

Figura 1.29

- Aplicación de silicón a las piezas

de acrílico

Figura 1.30 -

Estructura del invernadero

terminada

Figura 1.33- Jardineras terminadas

Figura 1.32 -Acrílico después de ser

pegado, ya formando la estructura

deseada

Diseño de jardineras

DOMO

El domo del invernadero inteligente posee una arquitectura modificada en base al

domo del invernadero tipo Asimétrico:

- Arquitectura del domo

El cual es una estructura que posee dos lados en su domo, pero la modificación

que se realizó puede poner una tercera cara al domo para instalar una ventana la

cual nos diera la oportunidad de mantener una ventilación como precaución en

caso de que la temperatura de que se registre dentro del invernadero sea

demasiado alta para el cultivo, además en la ventana tiene una pequeña

protección de hule para evitar que la parte de la ventana que se eleve golpee la

demás estructura del domo.

Figura 1.35- Partes del domo

Se propuso esta estructura porque se observó que con esta opción se podía tener

más espacio en el interior del edificio y para una buena instalación eléctrica la cual

necesita ser supervisada para su mantenimiento al igual que tubería de agua para

el riego del cultivo que es vital para el mismo.

Estos son los pasos que se realizaron en su construcción:

Primero se seleccionó el tipo de domo que era más conveniente

Se diseña el domo de acuerdo al tamaño de la demás construcción

Se selecciona el material que se utilizara para la construcción

Se comienza a cortar las piezas de acuerdo al diseño establecido

Una vez teniendo las piezas se comienzan a unir para crear el domo deseado

Se coloca el aditamento que evita impactos al cerrar la ventana

Por ultimo de instala la ventana que tendrá función para la ventilación

Esta fotografía sea precia mejor la ventana y el servomotor, se puede ver claramente, el aditamento que evita el golpe al cerrar la ventana.

Aquí se aprecia la ventana

de ventilación cuyo

mecanismo de acción es un

servomotor el cual será

controlado por un Micro

controlador En

.Esta es la vista lateral del

domo se puede apreciarlas

cintas blancas que

personalizan nuestro trabajo

Esta es la vista frontal del

domo, se puede apreciar la

modificación del domo de

invernadero tipo asimétrico

al añadirle una tercera cara

para la ventilación

SISTEMA HIDRAULICO

Con este sistema hacemos llegar el agua a las plantas mediante tubos conectados

a una bomba. Para realizarlo, nos basamos en las medidas de los rieles que

también sirvieron de guía para colocar los tubos. Primero, marcamos en el riel los

espacios que pertenecieran a las salidas del agua, donde colocaríamos unos

distribuidores en T, y codos para las esquinas. Ya teniendo esto, cortamos el tubo

para colocarlo por secciones según la posición de la t

T y los codos, también hicimos en el invernadero una salida a modo de que

pudiera pasar el tubo principal para distribuir el agua. Al tener toda la estructura de

la tubería junta, la pegamos en los rieles, y sellamos las uniones del tubo para

asegurar que no haya fugas de agua. El trabajo terminado queda así

INSTALACION HIDRAULICA

VISTA DEL SISTEMA HIDRAULICO

Programación del Arduino Programación del invernadero automatizado con

sistema de control de riego.

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Servo.h>

int Ana1 = A0;

LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);

int Temp = 0;

int v1;

int f1;

int b1;

int pulsador = 6;

Servo servo;

char Grados = 'º';

void setup(){

servo.attach(7);

Serial.begin(9600);

lcd.begin(16,2);

pinMode(13,OUTPUT);

digitalWrite(13, HIGH);

}

void loop(){

Temp = analogRead(Ana1);

Temp = map(Temp,0,1024,-55,150);

Serial.print("Grados: ");

Serial.print(Temp);

Serial.print(Grados);

Serial.println("C");

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Temperatura: ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(Temp);

delay(10000);

if(Temp<=12)

{

digitalWrite(f1,HIGH);

}

if (Temp>=20)

{

digitalWrite(v1,HIGH);

}

if (digitalRead(pulsador)==HIGH)

{

digitalWrite()

servo.write(0);

delay(20000);

digitalWrite(b1,HIGH);

servo.write(36);

delay(1300);

servo.write(180);

servo.write(36);

servo.write(180);

servo.write(36);

digitalWrite(b1,LOW)

PLACAS DEL PROYECTO

FUNCIONAMIENTO DE LAS PARTES DEL INVERNADEROINTELIGENTE

ESTRUCTURA PRINCIPAL

Ésta parte es esencial, ya que es lo que hace que la estructura, sea invernadero.

Nos va a brindar el espacio donde colocaremos las plantas para que tengan un

mejor entorno, así como el soporte para los componentes que se integran dentro;

los rieles, las jardineras, el sistema hidráulico, cables de circuitería.

JARDINERAS

Su función es muy sencilla, pero no por eso menos importante, son las

encargadas de contener las plantas sembradas en la tierra, estas permiten que al

suministrar el agua, ésta no se riegue por todo el invernadero.

SISTEMA HIDRAULICO

Es el que brinda el suministro de agua en las jardineras, ayudándose de una

bomba que empuja el agua desde el depósito de la torre hacia la tubería donde se

dispersa en todas partes hasta salir por los distribuidores en Taira lograrlo, un

Micro controlador recibe una señal desde el sensor de humedad cuando éste

detecta que la tierra esta seca o poco húmeda, y cuando pasa esto, el PIC manda

un 1de salida para activar la bomba y así ésta manda el agua por la tubería para

cumplir con su cometido.

CONCLUSIONES

Al implementar el proyecto basados en la automatización, se aprendió más acerca

de la utilidad deísta en la vida diaria, desde hacer que un sistema sencillo

reaccione ante ciertos estímulos, hasta el logro de contar con varios sistemas que

controlen la manufactura de productos en una gran empresa. Con nuestra

propuesta de INVERNADERO INTELIGENTE, se cultivó más el conocimiento y las

consecuencias del calentamiento global, así como lo que podemos hacer para

ayudar a no seguir propagando el mismo, centrándonos en el cuidado de un

cultivo, ya que el clima es factor principal de su buen o mal desarrollo, y con un

invernadero se puede dar su crecimiento favorablemente a pesar de los cambios

climáticos que ocurran afuera. Así que éste proyecto es una manera de ser

amigables con la naturaleza al proporcionarle un buen entorno valiéndonos de la

automatización para lograrlo. Cuando efectuamos la automatización, creamos una

forma más sencilla de llevar el cuidado de un cultivo, y también la seguridad de

que los sistemas actúan bajo las condiciones y momento sindicados que son

requeridos en la atención del plantío. Así que es una ventaja el saber que no

tendremos la preocupación de que las plantas necesiten agua o ventilación, pues

la automatización lo hará por nosotros. También nos dimos cuenta de la

importancia que tiene el aprovechamiento de los distintos tipos de energía, pues

hoy en día, una de las más importantes y usadas por el hombre es la electricidad,

pero si se emplea en exceso, puede resultar costosa. Al construir el

INVERNADERO INTELIGENTE, se pensó en eso, entonces se creó un sistema

que toma su energía de una batería, que a su vez, es recargada por energía solar,

aprovechando éste recurso natural y evitando el gasto de la electricidad. Tenemos

la certeza de que nuestra propuesta es bastante útil y aplicable en las labores de

agricultura, puesto que asegura la tenencia de una producción sana y fértil que

podrá ser aprovechada como alimento, como plantas para jardín, o simplemente

especies que se quieran cuidar en él. Además, sabemos que aplicamos la

automatización de manera consciente para así lograr un beneficio a la producción

de cultivos y al aprovechamiento de la energía solar

PERSPECTIVAS (TRABAJOS FUTUROS)

El proyecto INVERNADERO INTELIGENTE tiene una amplia visión hacia

trabajaos futuros ya que podríamos incluir nuevas herramientas que lo hagan

funcionar de una manera aún más interesante. Las propuestas son: Podríamos

incluir más jardineras, esto con el fin de elevar la producción del cultivo que se

aloje en él. Y como consecuencia esto provocaría que la instalación hidráulica

fuese más grande para abarcar la demanda de agua necesaria. Detector de

plagas, esto sería sumamente útil para obtener mejoras aún más grandes en la

calidad de los productos del cultivo. Un control más uniforme de la temperatura

que hay dentro del invernadero, es decir colocar más sensores de temperatura en

partes estratégicas dentro de la estructura y promediar los valores que arroja cada

sensor, después mandar el resultado al dispositivo encargado de leer la

información y accionar un extractor y un ventilador