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Inicio

Capítulo 1_ El invernadero

Capítulo 2_ El riego y humedad en el suelo

Capítulo 3_ Placa de Adquisición de datos y excitación de actuadores

Capítulo 4_ Sensado de humedad

Capítulo 5_ Sensado de temperatura

Capítulo 6_ Sistema de ventilación

Capítulo 7_ Pantalla LCD

Capítulo 8_Software Asociado

Conclusiones

Bibliografía

Fotos

Sistema de control automático de temperatura y ventilación de un Invernadero

Introducción

Este trabajo tiene como marco la materia de Proyecto final de la carrera de Ingeniería Electrónica, así se fijó como objetivo el diseño, puesta en marcha, experimentación y calibración de un sistema de ventilación y riego automatizado de un invernadero familiar.

Lo que buscamos fue desarrollar un sistema de control que mantuviera la temperatura interna y la humedad del suelo dentro de ciertos rangos deseados y ajustados por el operador. Además, de presentar información al usuario que se considere de interés, como temperatura interior, temperatura exterior y humedad actuales y su fluctuación a lo largo de la jornada, cantidad de eventos que acontecieron en el día, como apertura de las ventanas, inicio de riegos o posibles errores acontecidos. Con ésta información, se puede realizar un estudio minucioso del comportamiento global del sistema con el objetivo de producir mejoras en los algoritmos de control, recalibración de constantes, descubrir limitaciones o percatarse de la necesidad de controlar algún otro factor climático dentro del invernadero.

Este informe representa una descripción de las soluciones implementadas para el proyecto, así se comienza en el primer capítulo analizando algunas generalidades sobre invernaderos y describiendo algunos parámetros importantes en el correcto funcionamiento de los mismos.

En el segundo capítulo se explican las influencias del riego en la humedad del suelo y como afecta esto al comportamiento del invernadero, también las distintas formas de medición de humedad en el suelo sirviendo como introducción a las técnicas de sensado que se explican el capítulo cuarto.

En el tercer capítulo se explica un elemento central en el sistema de captura de datos que es la placa de adquisición. Se describe la interacción con el puerto ISA de la PC, además de los distintos bloques que la componen como ser la decodificación de direcciones, el PPI y el ADC.

El cuarto capítulo se describe en forma precisa el sensor Watermark® además de los elementos necesarios para ponerlo en funcionamiento y los algoritmos utilizados en la conversión de valores eléctricos a valores de humedad. Por último propone un algoritmo para el control de humedad basándose en la acción de regadores manejados con una electroválvula.

En el capítulo quinto se muestra la forma en que se midió la temperatura tanto dentro como fuera del invernadero además de la temperatura del suelo. Se describe tanto el sensor utilizado como el diseño utilizado para capturar sus mediciones con la placa de adquisición de datos y se concluye proponiendo un algoritmo de control de la temperatura interior que utiliza como variables de acción tanto la apertura o cierre de las ventanas como el riego.

En el sexto capítulo se describe el sistema de ventilación, explicando la interfase mecánica y eléctrica además de la forma en que se realiza la apertura y cierre de ventanas controladas mediante la PC y los sensores fines de carrera.

Luego en el séptimo capítulo se describe la pantalla de LCD utilizada como interfase para el usuario final del invernadero, además de explicar las funciones del controlador ASCII incorporado en la misma, por último se concluye con un ejemplo en lenguaje C de cómo manejarla.

En el capítulo octavo y final se describen todos los programas desarrollados durante la implementación del proyecto, como ser el módulo de depuración que fue utilizado extensamente durante las primeras etapas, el programa de control y adquisición de datos propiamente dicho y el módulo gráfico de análisis estadísticos. Se analiza con especial detalle el programa de control que en definitiva es el corazón del sistema, describiendo su funcionamiento interno e interacción con los distintos sensores y actuadores.

Por último están las conclusiones sobre el proyecto junto con las fortalezas y debilidades que pudimos notar y los puntos que no se pudieron hacer o que se pueden mejorar.

Para finalizar se hace necesario agradecer la ayuda de varias personas en el desarrollo del proyecto, especialmente a nuestro tutor el Dr. Miguel Mayosky por los materiales suministrados y por no dejarnos complicar demasiado el proyecto; al Ing. Osvaldo Mosconi y Dr. Daniel Barilá por su ayuda en diseño mecánico y eléctrico; a Raúl Ceballos y al Dr. Daniel Berns por sus colaboraciones en el desarrollo de la placa de adquisición; al Ing. Daniel Rubio por su ayuda con los sensores de fin de carrera; al Ing. Pedro Kolodka, al Ing. José Gallardo y al Ing. José Joao por sus valiosos aportes; a Juan Romero por su paciencia y buena disposición; también a todos nuestros compañeros de carrera por su apoyo constante y por supuesto a nuestras familias por la confianza puesta en nosotros.




39620 Eduardo A. Sciutto - Juan E. Mascareña - Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco - Octubre 2000