temperatura y humedad.doc
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VE
N
E
CIENCIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA(Creada por Ley N º 25265)
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA - SISTEMAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
“IMPLEMENTACION DEL TRANSDUCTOR DE HUMEDAD Y DEL SISTEMA AUTOMATIZADO DE RIEGO POR GOTEO DE UN INVERNADERO EN EL
BARRIO LOS ALAMOS”
PROYECTO DE INVESTIGACION
AUTORES: YALUPALIN MANCCO, Melik Geremias ZARATE PEREZ, Edinson Bismarck
DOCENTE: MGS.ING. CARBAJAL MORAN, Hipólito
PAMPAS-HVCA. - PERU
2015
INDICEINDICE...............................................................................................................................iiINTRODUCCION...............................................................................................................vCAPITULO I.......................................................................................................................11.1. TITULO........................................................................................................................11.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.....................................................................11.3. FORMULACION DEL PROBLEMA.........................................................................2
1.3.1 PROBLEMA GENERAL.....................................................................................21.3.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS............................................................................21.3.3 UBICACIÓN:.......................................................................................................2
1.4. ANTECEDENTES.......................................................................................................31.5. OBJETIVOS.................................................................................................................3
1.5.1 OBJETIVO GENERAL.........................................................................................31.5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................4
1.6. JUSTIFICACION.........................................................................................................41.6.1 JUSTIFICACIÓN TECNOLÓGICA:....................................................................41.6.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL:..................................................................................4
1.7. METAS........................................................................................................................5CAPITULO II......................................................................................................................62.1. MARCO TEÓRICO.....................................................................................................6
2.1.1 INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO DE GOTA A GOTA....................62.1.1.1 VENTAJAS.....................................................................................................7
2.1.2 INSTALACION DE ELECTROVALVULAS......................................................82.1.3 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA FUENTE DE TENSION DE 8V........92.1.4 QUEMADO DE PLACA IMPRESO.....................................................................92.1.5 CONSTRUCCION...............................................................................................102.1.6 COMPRA DE COMPONENTES ELECTRONICOS.........................................112.1.7 DISEÑO DEL SENSOR DE HUMEDAD PARA EL SUELO...........................122.1.8 CONSTRUCCIÓN DEL SENSOR DE HUMEDAD..........................................132.1.9 MANTENIMIENTO DEL INVERNADERO.....................................................15
CAPITULO III..................................................................................................................163.1 HIPÓTESIS..............................................................................................................16
3.1.1 HIPÓTESIS GENERAL......................................................................................163.1.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICA..................................................................................16
CAPITULO IV..................................................................................................................174.1 ANALISIS DE DATOS..............................................................................................17...........................................................................................................................................19CAPITULO V...................................................................................................................205.1 DISPOSITIVOS ELESTRICOS Y ELECTRONICOS UTILIZADOS EN LA EMPLEMENTACION DE INVERNADERO..................................................................20
5.1.1 MULTIMETRO DIGITAL..................................................................................205.1.2 DIODO.................................................................................................................205.1.3 TRANSISTOR.....................................................................................................215.1.4 TRANSFORMADOR..........................................................................................225.1.5 CONDENSADOR................................................................................................235.1.6 ELECTROVALVULA.........................................................................................255.1.7 RESISTENCIAS..................................................................................................275.1.8 PLACA DE COBRE............................................................................................285.1.9 CAUTIL...............................................................................................................29
5.1.10 CINTAS DE EXUDACION..............................................................................305.1.11 ACCESORIOS DE TUBOS DE PVC................................................................32
5.2 SOFTWARE Y HERRAMIENTAS DE DESARROLLO.........................................325.2.1SOFTWARE.........................................................................................................325.2.2 VISUAL BASIC 6.0............................................................................................325.2.3 PROTEUS............................................................................................................35
BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................37ANEXOS...........................................................................................................................38FOTOS EN EL INTERIOR DEL INVERNADERO.....................................................38
INTRODUCCION
Introducción
En los centros de cómputo se presenta el problema de que la temperatura de la sala tiende
a elevarse, tanto por el calor emitido por las máquinas así como por el calor corporal de los
usuarios, esta temperatura en ocasiones llega a ser sofocante, por lo cual es necesario tener
una buena ventilación del lugar para mantenerlo en un rango de temperatura agradable para
las per- zonas. Por lo regular se usan ventiladores impulsados por motores de corriente
directa (C.D.) y corriente alterna (C.A.) que estén funcionando de manera constante, pero
esto ocasiona un consumo excesivo e innecesario de electricidad, ya que en ocasiones el
centro de cómputo está a una temperatura agradable y no es necesario enfriarla. Una solución
al consumo innecesario de electricidad es usar un ventilador de velocidad variable para que
gire solo a las revoluciones necesarias y que se detenga cuando la temperatura este dentro de
un rango agradable.
Una forma de implementar un ventilador de velocidad variable es usar un motor de C.D.
ya que la velocidad angular en el rotor es proporcional al voltaje aplicado y se comporta de
una forma casi lineal por lo que se puede variar su velocidad variándole el voltaje aplicado.
Pero además, es necesario implementar un sistema que controle de forma automática la
velocidad del ventilador, ya que sería muy ineficiente estar variando el voltaje aplicado de
forma manual.
El presente trabajo de tesis consiste en la implementación de un sistema de control de
temperatura para regular la ventilación en un centro de cómputo.
El sistema de control de temperatura consiste en un sensor de temperatura LM35 que
toma la temperatura del centro de cómputo la cual se transforma en voltaje y es enviada a una
entrada analógica del PLC, que a su vez compara la temperatura leída con la temperatura
deseada para obtener el error y determinar cuánto voltaje debe ser enviado al motor y
después por medio del programa en el PLC se manda la señal de control (Voltaje) para
regular la revoluciones por minuto a nuestro ventilador.
Lo anterior se logra con un control PID implementado en el PLC S7-200 en el cual el
trabajo del PLC es hacer procesos pre programado.
1 CAPITULO I
1.1. TITULO
“CONTROL DE TEMPERATURA CON EL PLC S7-200 EN LA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE
ELECTRONICA”.UBICACIÓN:
DEPARTAMENTO: Huancavelica.
PROVINCIA: Tayacaja.
DISTRITO: Pampas.
1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En los centros de cómputo se presenta el problema de que la temperatura de la sala tiende a
elevarse, tanto por el calor emitido por las máquinas así como por el calor corporal de los
usuarios, esta temperatura en ocasiones llega a ser sofocante, por lo cual es necesario tener
una buena ventilación del lugar para mantenerlo en un rango de temperatura agradable para
las per- sonas. Por lo regular se usan ventiladores impulsados por motores de corriente
directa (C.D.) y corriente alterna (C.A.) que estén funcionando de manera constante, pero
esto ocasiona un consumo excesivo e innecesario de electricidad, ya que en ocasiones el
centro de computo esta a una temperatura agradable y no es necesario enfriarla. Una
solución al consumo innecesario de electricidad es usar un ventilador de velocidad variable
para que gire solo a las revoluciones necesarias y que se detenga cuando la temperatura
este dentro de un rango agradable.
Una forma de implementar un ventilador de velocidad variable es usar un motor de C.D. ya
que la velocidad angular en el rotor es proporcional al voltaje aplicado y se comporta de
una forma casi lineal por lo que se puede variar su velocidad variándole el voltaje
aplicado. Pero además, es necesario implementar un sistema que controle de forma
automática la velocidad del ventilador, ya que sería muy ineficiente estar variando el
voltaje aplicado de forma manual.
El presente trabajo de tesis consiste en la implementación de un sistema de control de tem- peratura para regular la ventilación en un centro de cómputo.
El sistema de control de temperatura consiste en un sensor de temperatura LM35 que
toma la temperatura del centro de computo la cual se transforma en voltaje y es
enviada a una entrada analógica del PLC, que a su vez compara la temperatura leída
con la temperatura deseada para obtener el error y determinar cuanto voltaje debe
ser enviado al motor y después por medio del programa en el PLC se manda la
señal de control (Voltaje) para regular la revoluciones por minuto a nuestro
ventilador.
Lo anterior se logra con un control PID implementado en el PLC S7-200 en el cual
el tra- bajo del PLC es hacer procesos preprogramados.
El agua del suelo es uno de los factores más importantes que afecta la producción de las
cosechas. Las plantas requieren una cantidad adecuada de humedad, la cual varía de
acuerdo a la especie y al estado de crecimiento o desarrollo1. El suelo es capaz de almacenar
una cantidad limitada de agua, y de ésta, solo una parte es utilizado para las plantas. Para
lograr un riego eficiente que repongan en el suelo la humedad requerida por las plantas, se
han desarrollado distintos métodos para determinar la humedad del suelo y la humedad
necesaria para su desarrollo adecuado de las plantas
Habiendo en nuestra localidad de Daniel Hernández invernaderos para la producción de
productos agrícolas (productos de zonas calidas) los cuales no pueden ser producidos en los
campos o sementeras por la naturaleza de nuestra región, y la única y eficaz forma de hacer
posible la producción por medio de invernaderos, satisfaciendo necesidades humanas; pero
como el ingenio humano es grande y mas aun nosotros siendo futuros Ingenieros
Electrónicos, es necesario mejorar esta producción sin invertir mucho dinero y tiempo.
Además siguiendo los pasos de nuestros docentes en este caso en la automatización y
control de un invernadero la cual ya fue realizada en nuestra propia casa de estudios, lo cual
nos da mayor confianza y deseos de desarrollar y mejorar en nuestro ambiente el cual
necesita de nuestros conocimientos para seguir mejorando. Aumentar la producción de los
productos que sean necesario, los cuales no puedan dar en nuestra zona aumentando de
alguna manera las ganancias y mejora de vida de los pobladores.
1.3. FORMULACION DEL PROBLEMA
1.1 PROBLEMA GENERAL¿Cómo el ambiente de la sala de computo de la universidad automatizado puede ser mas
confortable para el uso de los estudiantes y del catedrático, aprovechando la tecnología que 1 .J. Enciso, D. Porter, X. Périès; Uso de Sensores de Humedad del Suelo para Eficientizar el Riego; Sistema
Universitario Texas A&M; Estados Unidos Texas 2007.
esta a nuestro alcance así el cual puede controlar la temperatura e iluminación del ambiente
para obtener mayor concentración en las clases de los alumnos?.
1.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS ¿Cómo se logrará la automatización de la temperatura e iluminación de la sala de
computo. Y así mejorar el ámbito de aprendizaje en los alumnos?.
¿Con qué tipo de sensores se debe implementar la temperatura iluminación de la sala
de computo?.
1.4. OBJETIVOS
1.4.1. OBJETIVO GENERAL
Desarrollar los controladores de iluminación y temperatura de un sistema
domótica y obtener mejor ámbito laboral.
1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Caracterizar los diferentes tipos de interacción de un paciente adulto hospitalizado, dentro de su habitación. o Seleccionar los controladores y el método de interacción para controlar las variables y dispositivos del sistema domótico. o Diseñar la interfaz gráfica para controlar las variables y que satisfaga las necesidades de interacción con el paciente. o Evaluar el desempeño de la interfaz integrada con los demás componentes del sistema domótico, por medio de la construcción de un prototipo.
1.5. JUSTIFICACION
Tener varios invernaderos sin una buena producción agrícola, teniendo una tecnología
adecuada para su mejor aprovechamiento y beneficio de los pobladores de la zona, además
la demanda de los productos producidos y la necesidad de mejorar la calidad e inversión de
tiempo para una mejor producción, también la necesidad de ingresar al mercado local hacen
necesaria la aplicación de estas tecnologías.
1.5.1. JUSTIFICACIÓN TECNOLÓGICA: El diseño de estos sistemas se basa en el desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías
de la electrónica así como hardware y software, en beneficio de mejorar la calidad
humana de los pobladores de Daniel Hernández
2
1.5.2. JUSTIFICACIÓN SOCIAL: Esta investigación se justifica socialmente con la existencia de una población significativa
ya que no cuentan con un invernadero automatizado por lo que se plantea este proyecto
para mejorar significativamente la calidad de vida de estas personas de esta localidad.
METAS
Al finalizar este proyecto de investigaciones se obtendrá lo siguiente:
Un invernadero automatizado, controlando la temperatura y el riego por goteo para la
producción de los alimentos que no son posibles producir en las cementeras de la
región, mediante sensores de humedad y sistema de riego automatizado.
ANTECEDENTES
El proyecto de investigación nace desde trabajos realizados y vistos, e implementados
en nuestro caso se pudo apreciar en nuestra propia casa de estudios, observando la
implementación y construcción del invernadero universitario por parte de Ingeniero Camilo
Poma Palacios, con su proyecto “Automatización y control de un invernadero”.
Partiendo desde este punto nosotros como futuros profesionales en la Ingeniería Electrónica
y basándonos a nuestra realidad deseamos seguir y mejorar el campo de la producción
agrícola mediante los invernaderos o fitotoldos en la región.
Aun más teniendo en el valle de Pampas varios invernaderos los cuales faltan ser
proporcionados de la tecnología de la cual somos conocedores, como pudimos informarnos
no solo en nuestro país se aplican estas tecnologías sino también en países mucho mas
desarrollados los cuales no cuentan con nuestra riqueza natural y extensiones de terreno,
pero aun así tienen los mejores productos agrícolas y de buena calidad.
Todos estas informaciones y proyectos ya realizados nos lleva a seguir y mejorar la
aplicación de la tecnología en la región en nuestro país en nuestra realidad la cual puede ser
mejor cada día esforzándonos, planteando y realizando este tipo de proyectos.
3
CAPITULO II2
3 2.1. MARCO TEÓRICO
En nuestra actualidad el uso de invernaderos se ha incrementado pero solo de una
manera artesanal sin el uso de la tecnología existente y que será de gran ayuda
cuando se logre implementar en cada uno de los invernaderos.
Para la elaboración del presente proyecto de investigación se cuenta con la
tecnología adecuada, tanto como software y hardware para el diseño y simulación de
nuestros posibles diseños a implementar además los materias para la construcción
están a nuestro alcance.
2.1
2.1 2.1.1 INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO DE GOTA A GOTA
2.1
El sistema de riego por goteo. Es de vital importancia porque gracias a este
sistema nos permitirá el regado en el interior del invernadero sea la
adecuada. Y los materiales para usar son los siguientes:
4
3 tubos de media
4codos
4 tés
Un pegamento de tubo
Diente de sierra
Una lija
1 electroválvula
Este sistema de goteo pues es uno de los mas resaltantes porque con ello
logramos regar todo el área del interior del invernadero en forma uniforme y
eficiente, y que las gotas caen directamente a las plantas y con ello el agua se
filtra hasta los raíces de las plantas y que eso es lo que queremos en un
riego ,además al regarla gota a gota ahorramos el agua y no la
desperdiciamos como suele suceder con otro tipo de regado ,como es por
ejemplo al usar aspersores que lógicamente se riega bien pero no lo suficiente
porque desperdiciamos el agua demasiado y que su radio de riego es circular
y pues no se logra obtener un regado adecuado. En tal sentido este método
de riego gota a gota es lo mas resaltante y porque no decir adecuado y
eficiente en cuanto a un invernadero.
3.1 2.1.1.1 VENTAJAS
El Riego por Goteo, tiene las siguientes ventajas:
Ahorra agua porque solamente riega netamente a la planta cultivada.
Emite la conservación del suelo.
Eleva el rendimiento de los cultivos.
5
Mejora la calidad de los productos y permite planificar las siembras
por ello lograr mejores precios en el mercado.
2.1 2.1.2 INSTALACION DE ELECTROVALVULAS
Una vez obtenida la electroválvula ,se hizo los trazos correspondientes del
sistema de riego por goteo, se corto los tubos con sus respectivos medidas y
luego limpié la parte externa y interna del terminal del tubo y del codo ,cosa
que esa manera este bien limpio para que al momento de pegarla con el
pegamento las pegue muy fuerte y así asegurar que la instalación sea
óptima .Luego se hecho el pegamento en el tubo y los codos ,luego de un
1minuto aproximadamente se colocó tanto el tubo con el codo es su respectiva
posición y de esa forma logré pegarla. Enseguida tuve que hacer de la misma
forma conectar la electroválvula y el tubo para así avanzar la instalación ,luego
también del extremo de la electroválvula se puso reductores de media, ósea los
terminales de la electroválvula tiene como un especie de rosquilla y no está
acorde con el terminal del tubo por tal razón se uso el reductor de media ,ya
con ello si por fin se dio solución a ese pequeño problema, ahora si ya estaba
lista para poderla pegar el reductor y el tubo. Enseguida tuve que sacar del
terminal del tubo en cuatro salidas ,cosa que por allí de esparcen las aguas
en forma equitativa por las cuatro salidas de los terminales; de estos cuatro
terminales pues conectamos a los cuatro tubos sofisticados de goteo que viene
a ser unos tubos flexibles de plástico pero con sus respectivos agujeros ,para
que por allí gotee lentamente y en forma uniforme de esa forma nuestro
sistema de goteo logre un buen funcionamiento .
6
2.1
2.1 2.1.3 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA FUENTE DE TENSION DE 8V
Se diseñó una fuente de tensión de 8v porque con este voltaje es suficiente
alimentar el circuito que va ser de un sensor de humedad que más adelante
le explicare detalladamente, por ello la circuitería de fuente de voltajes
simulado en ISIS - PROTEUS es como sigue:
Como se puede apreciar en el grafico pues este circuito diseñado de una
fuente de voltaje de 8v,pues me sirvira como base para poder utilizar en un
proximo circuito de detector o sensor de humedad en el suelo.
2.1 2.1.4 QUEMADO DE PLACA IMPRESO
Primeramente al obtener los materiales como es la placa impreso ,el acido y
un recipiente para poderla disolver el acido juntamente con la placa
insertado con el circuito impreso. Lo primero que se hace es elaborar el
circuito de la fuente de tensión de 8v y el circuitería del sensor de humedad
que en nuestro caso la juntaremos en uno solo ,ósea para ahorrar costos pues
tuve que minimizar la placa a usar y también los costos .Para ello pues tuve
7
que verificar si funcionaba perfectamente el circuito diseñado, para lo cual
tuve que usar el programa de simulación ISIS ,con esto si verdaderamente
una vez que corría el circuito estaba bien seguro de lo que hacía ,de esa
manera comprobaba su funcionamiento.
Luego de imprimir el circuito en una hoja se corta la placa al tamaño del
circuito .Enseguida una vez cortada la placa pues tuve que lavarla con agua y
un poco de detergente para eliminar la grasa, al tocar la mano sobre el cobre
de la placa siempre queda todavía por lo menos un poquito de grasa por ello se
la lavamos con bastante precaución, luego la dejamos secar con el sol.
Juntamos y le ubicamos bien tanto la placa y el circuito impreso y usando la
plancha las planche por lo menos 3min por otro lado al mismo tiempo tuve
que calentar el agua para poder hacer remojar toda la placa del circuito
impreso una vez ya hecho el quemado. En seguida pues en un recipiente las
eché el ácido y luego las puse en el interior de un recipiente la placa a
quemar y siempre verificando si el proceso de quemado iba de la mejor
manera y pues las deje quemar aproximadamente 40 minutos ,seguidamente las
saque del recipiente la placa ya quemado luego las puse en el agua bien
caliente para por lavar y quitar algunos residuos del cobre cosa que este bien
limpio y teniendo un buen imagen .Ahora si por fin obtuve el buen quemado
de una placa impreso por lo tanto todo ya estaba listo para poder ya armarlo
o construirlo con los componentes electrónicos utilizados en mi circuito .
2.1 2.1.5 CONSTRUCCION
Una vez obtenido la placa del circuito impreso ya quemado ,pues usando un
taladro las hice hueco en dicho placa en los puntos respectivos donde pondré
los componentes ,luego las inserte primeramente el transformador de 9v en la
8
placa, de igual forma las inserte los cuatro diodos y el condensador de 4700uF
,para hacer una conexión tipo puente en cuanto a los diodos y luego las soldé
usando el cautín ,estaño y la pasta ,seguidamente el terminar de salida del
transformador las soldé al terminal de entrada el diodo, y pues las alimente
220 AC a la entrada del transformador para así poder comprobar si realmente
funciona adecuadamente, esta comprobación se hace usando el MULTIMETRO
DIGITAL, en este caso comprobando el voltaje respectivo ,a la salida debe
ser ya un voltaje de corriente continua (DC), luego me percate que lograba
un voltaje adecuado. Seguidamente las inserte el circuito integrado LM7806
que tiene un voltaje de salida de 8v y un condensador de 1uF éste último es
para poder eliminar los pequeños rizos que aún quedan y de esa forma
obtener una mejor respuesta que en mi caso es pues conseguir un voltaje
continua de 8v.Luego probé mi circuito comprobando con mi multímetro en
todo los tramos del circuito, y pues logre realizar un buen trabajo que es pues la
construcción de una fuente de voltaje de 8v que me va servir para alimentar
mi circuito de sensor de humedad.
2.1 2.1.6 COMPRA DE COMPONENTES ELECTRONICOS
La compra de componentes es como sigue:
Un transformador de 9v de salida
Cuatro diodos
Un condensadores de 3300uF,2 condensadores de 0.01uF
Una placa de cobre
Un regulador de voltaje LM7808
Una extensión
9
2.1 2.1.7 DISEÑO DEL SENSOR DE HUMEDAD PARA EL SUELO
Primeramente tuve que diseñar un sensor de humedad, que esta me va a
servir para poder controlar el estado de la tierra si realmente se encuentra
húmedo o seco que en nuestro invernadero de la universidad va ser de mucha
utilidad. porque allí es cuando aplicamos nuestros conocimientos adquiridos en
nuestra casa de estudios, Este diseño me costó trabajo porque en primer
instante quise obtenerla el sensor de humedad usando fototransistores pero tuve
un inconveniente en la parte práctica que tuve y que dicho componente me
cuenta que es mas es sensible a la luz que a la humedad por lo que tuve que
trabajar con solo transistores para lo cual logre este diseño usando
transistores y resistencias ,que mejor lo entenderemos mediante el circuito a
continuación los mostrare:
CIRCUITO DISEÑADO Y SIMULADO EN ISIS PROFESIONAL
10
2.1 2.1.8 CONSTRUCCIÓN DEL SENSOR DE HUMEDAD
En verdad el trabajo más difícil es el diseño de cualquier circuito ,los demás
ya es más fácil ,en esta parte los procedimientos es similar al primero me
refiero a la construcción de la fuente de tensión, porque de igual forma
primero una vez esté listo la placa impreso quemado ,se hace hueco con el
taladro y una vez echa los huecos o agujeros se insertaran los transistores y
resistencias en sus respectivos lugares ,una vez hecha esta tarea pues las
soldamos bien con el cautín y el componente electrónico .Luego con el
multímetro medimos la tensión de salida del sensor lógicamente con la
intervención de la tierra en la parte de la entrada del sensor cuando ésta tierra
a censar se encuentra seca y húmeda. A continuación mostrare los resultados
obtenidos en la medición del sensor de humedad con el multímetro y pues se
verá en una tabla para así entenderlo mejor.
HUMEDAD (%)
VOLTAJES DE SALIDA (V)
TIERRA
NEGRA
TIERRA
ARCILLOSA
TIERRA
ARENOSA
0% 0 0 0
10% 0.02 0.01 0
20% 1.01 0.98 0.38
40% 2.90 2.83 2.2
60% 3.58 3.54 3.01
80% 4.69 4.63 3.97
100% 4.78 4.72 4.56
De la tabla anterior podemos graficar el voltaje obtenido de las diferentes
tipos de tierras con respecto a la humedad. Enseguida graficamos el voltaje
vs el nivel de humedad.
11
De la tabla anterior podemos graficar el voltaje obtenido de las diferentes
tipos de tierras con respecto a la humedad. Enseguida graficamos el voltaje
vs el nivel de humedad de la tierra.
Como podemos observar en el gráfico anterior ,se concluye que la tierra
negra y la arcillosa es el adecuado para sembrar cualquier tipo de hortalizas
ya que sus curvas se asemejan .En verdad en la práctica se observa y se
concluye que la tierra negra es lo más adecuado ya que en ellas producen
productos saludables y que al cultivar cualquier tipo de productos queremos
obtener mejores resultados y de buena calidad. La tierra arenosa pues no
tiene el nutriente suficiente para que las plantas puedan desarrollarse en
optimas condiciones. Cualquier tipo o variedad de plantas pues se
desarrollan mejor en tierra negra porque éstas tienen el nutriente suficiente
que requieren las plantas, por ello se logran obtener en la cosecha buenos
productos y de buena calidad.
12
2.1 2.1.9 MANTENIMIENTO DEL INVERNADERO
El mantenimiento respectivo de nuestro invernadero ,debe ser con la limpieza
respectiva del interior y exterior del invernadero, porque en los meses de
invierno la presencia de la lluvia y el viento hace que se malogre el techado
del invernadero por que el fuerte viento que sofoca en la sierra ,hace que se
rompe el plástico que viene a ser el techo, y la lluvia pues también la daña
la pared que viene a ser el soporte del techo ,por eso el mantenimiento es de
vital importancia para que nuestro invernadero se conserve de la mejor
manera.
13
CAPITULO III4
5 3.1 HIPÓTESIS
2.1 3.1.1 HIPÓTESIS GENERAL
Implementación de un Transductor de Humedad y automatización del Sistema
de Riego por Goteo en el Invernadero con integración de un sensor, permite la
producción de alimentos para el bienestar del ser humano y mejorando las
condiciones de vida.
2.1 3.1.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICA
El diseño e implementación de un sensor de humedad y la automatización del
sistema de riego por goteo por medio de electrovalvulas, que va a servir para
poder controlar el estado de humedad de la tierra y de cantidad de agua que
puede ingresar al invernadero, así realmente tener un ambiente adecuado para una
buena producción.
14
CAPITULO IV6 4.1 ANALISIS DE DATOS
PRODUCCION CON INVERNADERO NO
AUTOMATIZADO
kilos producto
5 kg.-7 kg 1
15 kg.- 18 kg 2
15 kg,-16 kg 3
PRODUCCION CON INVERNADERO
15
AUTOMATIZADO
kilos Producto
10 kg.-15 kg 1
30 kg - 35 kg 2
35 kg -38 kg 3
HUMEDAD (%)
VOLTAJES DE SALIDA (V)
TIERRA
NEGRA
TIERRA
ARCILLOSA
TIERRA
ARENOSA
0% 0 0 0
10% 0.02 0.01 0
20% 1.01 0.98 0.38
40% 2.90 2.83 2.2
60% 3.58 3.54 3.01
80% 4.69 4.63 3.97
100% 4.78 4.72 4.56
16
De la tabla anterior podemos graficar el voltaje obtenido de las diferentes
tipos de tierras con respecto a la humedad. Enseguida graficamos el voltaje
vs el nivel de humedad.
17
CAPITULO V7
8 5.1 DISPOSITIVOS ELESTRICOS Y ELECTRONICOS UTILIZADOS EN
LA EMPLEMENTACION DE INVERNADERO
2.1 5.1.1 MULTIMETRO DIGITAL
A veces también denominado polímetro o testar, es un instrumento de medida que
ofrece la posibilidad de calcular distintos parámetros eléctricos y magnitudes en
el mismo aparato. Las más comunes son las de, amperímetro y óhmetro. Es
utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y
electricidad.
2.1 A continuación podemos observar ,el imagen de un multímetro digital
para hacer las respectivas medidas de voltaje de prueba en nuestro sensor
de humedad.
2.1 5.1.2 DIODO
Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en
una única dirección con características similares a un interruptor. De forma
simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por
debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no
18
conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia
eléctrica muy pequeña.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son
dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua .Su
principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.
2.1 5.1.3 TRANSISTOR
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la
contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia").
Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los artefactos domésticos de
uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos
de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes
de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes,
equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc.
Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o tríodo, el transistor
bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947
por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes
fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956.
Al principio se usaron transistores bipolares y luego se inventaron los
denominados transistores de efecto de campo (FET). En los últimos, la corriente
19
entre la fuente y la pérdida (colector) se controla usando un campo eléctrico
(salida y pérdida (colector) menores). Por último, apareció el semiconductor
metal-óxido FET (MOSFET).
Los MOSFET permitieron un diseño extremadamente compacto, necesario para
los circuitos altamente integrados (IC). Hoy la mayoría de los circuitos se
construyen con la denominada tecnología CMOS (semiconductor metal-óxido
complementario). La tecnología CMOS es un diseño con dos diferentes MOSFET
(MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy
poca corriente en un funcionamiento sin carga.
2.1
2.1 5.1.4 TRANSFORMADOR
Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador
ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas
reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño,
tamaño, etc.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción
electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o
devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada
o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen
20
transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.
Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las
variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo
magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente.
Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la
aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.
2.1 5.1.5 CONDENSADOR
Un condensador o capacitivo es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es
un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en
situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que
parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o
láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un
condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por
el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una
determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra
(siendo nula la carga total almacenada).
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia
de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la
21
llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se
mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que,
sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga
eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los
condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro-
µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores
obtenidos a partir de súper condensadores (EDLC) son la excepción. Están
hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una
separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden
de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el
reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria
la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.
2.1 5.1.6 ELECTROVALVULA
Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un fluido
a través de un conducto como puede ser una tubería. No se debe confundir la
electroválvula con válvulas motorizadas, que son aquellas en las que un motor
acciona el cuerpo de la válvula. Una electroválvula tiene dos partes
22
fundamentales: el solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía eléctrica
en energía mecánica para actuar la válvula .Existen varios tipos de
electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre
la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento. Es
corriente que la válvula se mantenga cerrada por la acción de un muelle y que el
solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir que el
solenoide debe estar activado y consumiendo energía mientras la válvula deba
estar abierta. También es posible construir electroválvulas biestables que usan un
solenoide para abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre
con un impulso y cierra con el siguiente. Hay electroválvulas que en lugar de
abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la entrada entre dos salidas. Este tipo de
electroválvulas a menudo se usan en los sistemas de calefacción por zonas lo que
permite calentar varias zonas de forma independiente utilizando una sola bomba
de circulación.
A- Entrada
B- Diafragma
23
C- Cámara de presión
D- Conducto de vaciado de presión
E- Solenoide
F- Salida
En otro tipo de electroválvula el solenoide no controla la válvula directamente
sino que el solenoide controla una válvula piloto secundaria y la energía para la
actuación de la válvula principal la suministra la presión del propio fluido.
El gráfico adjunto muestra el funcionamiento de este tipo de válvula. En la parte
superior vemos la válvula cerrada. El agua bajo presión entra por A. B es un
diafragma elástico y tiene encima un muelle que le empuja hacia abajo con fuerza
débil. La función de este muelle no nos interesa por ahora y lo ignoramos ya que
la válvula no depende de él para mantenerse cerrada. El diafragma tiene un
diminuto orificio en el centro que permite el paso de un pequeño flujo de agua.
Esto hace que el agua llene la cavidad C y que la presión sea igual en ambos
lados del diafragma.
Mientras que la presión es igual a ambos lados, vemos que actúa en más
superficie por el lado de arriba que por el de abajo por lo que presiona hacia abajo
sellando la entrada. Cuanto mayor sea la presión de entrada, mayor será la fuerza
con que cierra la válvula.
Las electroválvulas también se usan mucho en la industria para controlar el flujo
de todo tipo de fluidos. En la figura que a continuación mostrare ,se encuentra
un modelo en el que se ha usado en la instalación del sistema de riego en el
invernadero de la localidad de pampablanca
24
2.1 5.1.7 RESISTENCIAS
Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la
dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica
para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se
expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para
su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un
ohmiómetro.
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna
cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva
ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la
circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
2.1 5.1.8 PLACA DE COBRE
En electrónica, un circuito impreso o PCB (del inglés Printed Circuit Board), es
un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes
25
electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados desde
hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.
Los circuitos impresos son robustos, baratos, y habitualmente de una fiabilidad
elevada aunque de vez en cuando pueda tener fallos técnicos. Requieren de un
esfuerzo mayor para el posicionamiento de los componentes, y tienen un coste
inicial más alto que otras alternativas de montaje, como el montaje punto a punto
(o wire-wrap), pero son mucho más baratos, rápidos y consistentes en producción
en volúmenes.
La mayoría de los circuitos impresos están compuestos por entre una a dieciséis
capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante
(sustrato) laminadas (pegadas) entre sí.
Las capas pueden conectarse a través de orificios, llamados vías. Los orificios
pueden ser electo recubiertos, o se pueden utilizar pequeños remaches. Los
circuitos impresos de alta densidad pueden tener vías ciegas, que son visibles en
sólo un lado de la tarjeta, o vías enterradas, que no son visibles en el exterior de la
tarjeta.
2.1 5.1.9 CAUTIL
Este es el equipo que nos servirá para derretir el estaño y unir los componentes
que entrar en juego en el ensamble de un circuito electrónico. Para que sea
efectivo al máximo, necesitas limpiar muy bien la punta y aplicarle soldadura, o
26
sea, derretir estaño en ella, a esto se le llama: "Estañar", si esto no se hace, el
cautín o soldador no retendrá la soldadura, al contrario, se harán esferitas que se
caerán y no podrás soldar correctamente, es conveniente tener a la mano una
cajita de resina para que cuando veamos que la punta del cautín está ensuciándose
, introducirla en ella para limpiarla. Hecho lo anterior, si lo que vamos a soldar es
un alambre, debemos de retirar una pequeña parte del forro de este y estañarlo
antes de colocarlo en el lugar que se fijará. Si el alambre se va a soldar en una tira
de terminales, debes colocarlo en el agujero, doblarlo y presionarlo con unas
pinzas para que quede seguro, luego aplicar la soldadura. Si es en una tableta de
circuito impreso, se debe de introducir en el agujerito para este fin.
Una buena soldadura permitirá una buena conexión tanto mecánica como
eléctrica del alambre o pin del componente con la base donde se suelda, tira de
terminales o circuito impreso.
2.1 5.1.10 CINTAS DE EXUDACION
(Tuberías porosas): Membrana compuesta de micro fibras de polietileno
entrecruzadas, formando una malla en la que los poros tienen un tamaño medio de
4-5 micras y ocupan el 50% de la superficie de la membrana. Al aplicar una
presión que normalmente está comprendida entre 2 y 3 m.c.a, la tubería se hincha
y el agua sale al exterior por los poros homogéneamente en toda su longitud.
27
A las presiones citadas de 2 a 3,5 m.c.a corresponden unos caudales de 1 a 1,75
l/h y metro de cinta.
El relativamente bajo caudal de estos emisores permite abaratar la red de
distribución, instalando tuberías de menor diámetro que en el caso de emisores de
mayor caudal.
En la siguiente toma mostrare de cómo se comporta este material cuando
realmente le damos el uso debido.
La cinta de exudación puede trabajar también a bajísimas presiones del orden de
pocos centímetros de columna de agua. Estas condiciones de trabajo, aunque se
alejan del óptimo de presión recomendado, permite regar en algunas situaciones
en que la presión disponible es muy baja. En estas condiciones es obligado el uso
de reguladores de presión especiales o micro limitadores de caudal.
El pequeño tamaño de los poros hace a este emisor ultrasensible a las
obturaciones. Las obturaciones se detectan por la disminución del caudal de la
instalación y su efecto se disminuye mediante la aplicación de alguicidas (las
obturaciones se producen sobre todo por las bacterias que se desarrollan a partir
de las algas microscópicas). El desarrollo de las algas se ve favorecido por la
exposición a la luz de las cintas, ya que estas tienen una cierta transparencia; por
28
ello se recomienda que se entierren de 3 a 8 cm. La cinta de exudación h umedece
una franja continua del terreno ya que el agua rezuma por toda su longitud. Puede
utilizarse en el riego de árboles, pero en este caso no humedeciendo una franja
continua, sino como emisores de varios metros de longitud conectados a un
lateral convencional de polietileno.
2.1
2.1 5.1.11 ACCESORIOS DE TUBOS DE PVC
ACCESORIOS DE TUBOS IMAGEN
CODOS: De 16 mm hasta 110 mm
TE: De 16 mm hasta 110 mm
CODOS CON ROSCA MACHO:De 16 mm x 1/2" ,hasta 110 mm x 4"
TAPAS: De 16 mm hasta 110 mm
29
CUPLAS DE REDUCCIÓN :De 16 mm hasta 110 mm
9
10 5.2 SOFTWARE Y HERRAMIENTAS DE DESARROLLO
2.1 5.2.1SOFTWARE
Entre el software de desarrollo empleado en la implementación del invernadero
tenemos:
2.1 5.2.2 VISUAL BASIC 6.0
Permite realizar la interface hombre máquina (HMI), ya que con este software de
desarrollo conjuntamente con el Dragon Naturally, se logra realizar el
reconocimiento de sensor de humedad.
Las características más resaltantes del visual Basic son:
Visual Basic es una forma de programación basada en objetos orientada
al evento. Al ser Windows un entorno multitarea, varias aplicaciones
pueden ejecutarse a la vez; entonces las aplicaciones permanecen a la
espera de acciones de parte del usuario, de parte de sí mismas o del
sistema operativo para ejecutar una parte de su código y volver al estado
de espera. Estas acciones se denominan eventos y el código que se ejecuta
son funciones y métodos, todos estos se encuentran dentro de unas
entidades llamadas Objetos.
Con Visual Basic se pueden crear aplicaciones (*.exe), librerías dinámicas
(*.dll), controles ActiveX (*.ocx) entre otras cosas. Contiene algunos
30
complementos para utilizar dentro del entorno de trabajo para gestionar
bases de datos, crear archivos de recursos (*.res), utilizar la API de
Windows, crear clases, etc. Posee muy buenas herramientas de depuración
para encontrar errores (bugs) y corregirlos, para ejecutar el programa de
forma controlada y verificar los valores de variables, detener el flujo en un
momento dado y más.
Entorno de trabajo:
El entorno de trabajo de Microsoft Visual Basic 6.0 presenta dos modos de
trabajo según si se esté diseñando una ventana o se esté escribiendo el código con
sus eventos, propiedades, métodos y funciones. En el caso de las aplicaciones,
tener en cuenta que se desarrollan sobre ventanas que tienen controles como cajas
de texto, cuadros de lista, botones de opción, etc. con los que el usuario
interactúa. Las ventanas con su aspecto se crean en una interfaz gráfica llamada
Formulario (Form) y se ve en la figura 5.28. El formulario será la ventana de la
aplicación cuando ésta se compile. El cuadro de la parte izquierda de la ventana
es el Cuadro de Herramientas, con los controles disponibles a colocar sobre el
formulario. El cuadro de la derecha es la ventana Propiedades, las que muestra las
propiedades del formulario o control seleccionado en el formulario, para
cambiarlas. Es en esta vista donde se diseña en forma visual toda la parte gráfica
de la ventana; este modo de trabajo se denomina modo Diseño.
Luego está el otro modo de trabajo, denominado modo Ejecución es la ventana
donde se escribe el código. En esta pantalla no hay objetos visuales sino que se
trabaja con solo texto. Como se observa en la segunda imagen, el código es
exclusivamente texto, en el cual se observa texto con formato de color. Esto se
31
debe a que las palabras clave aparecen en un color, los errores de sintaxis en otro,
los comentarios en otro y el texto en otro color. Esto implica la utilización de un
código de color por parte de Visual Basic.
Este código de color se puede cambiar desde el menú Herramientas, Opciones y
la pestaña Formato del Editor.
Entorno de trabajo de MS Visual Basic 6.0
Desde el mismo cuadro pero en la pestaña Editor se pueden agregar algunas
opciones que ayuden como Lista de miembros automática, la cual muestra todas
las propiedades, métodos y funciones de un objeto con solo escribir el nombre del
objeto y el punto, Información rápida automática y Sugerencias de datos
automática muestran los argumentos de las distintas funciones y métodos
32
2.1 5.2.3 PROTEUS.
Proteus es una herramienta software que permite la simulación de circuitos
electrónicos.
.
Proteus entre sus componentes posee un modulo de captura de esquemas, llamado
ISIS (“Intelligent Schematic Input System”) que es el módulo de captura de
esquemas.
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BIBLIOGRAFÍA
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION/CUARTA EDICION
AUTORES: ROBERTO HERNANDEZ SAMPIERI
CARLOS FERNANDEZ- COLLADO
PILAR BAPTISTA LUCIO
PUBLICACION: ABRIL DEL 2006
PAGINAS WEB
htt:yahooo.com/
htt:google.com/
htt:monografias.com/
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ANEXOS
FOTOS EN EL INTERIOR DEL INVERNADERO
LECHUGA Y TOMATE EL INTERIOR DEL INVERNADERO
CIRCUITO DEL SENSOR DE HUMEDAD
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