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UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA
FACULTAD DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES
CARRERA DE TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION
TEMA:
DISEÑO DE UN PROTOTIPO EN PACKET TRACERT DE UN SISTEMA DE RIEGO AUTOMATIZADO CON ENVIO
INTEGRANTES:
CATUTO MALAVE JOSTHIN RICARDO
DOCENTE:
MSIA. DANIEL QUIRUMBAY
ASIGNATURA:
INTERNET DE LAS COSAS
2020-2
RESUMEN
El proyecto se basa en realizar un prototipo de un sistema de riego automatizado con envió de datos, consiste en automatizar el riego de los cultivos de los agricultores, mediante aspersores que serán activados por una tarjeta de Arduino previamente programada para que utilice los sensores de temperatura y humedad para realizar el riego activando la bomba eléctrica para que el agua fluya hacia los aspersores, los dispositivos serán alimentados por una batería que se recargara mediante un panel solar ahorrando así en energía eléctrica y combustible para los dueños de la finca.
1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad las tecnologías de la información están presentes en la mayoría de las actividades que el hombre realiza, ahorrándole tiempo y costos mediante la automatización de estas actividades y el campo agrícola de las zonas de la provincia de Santa Elena no pueden ser la excepción, ya que son la mayor fuente de ingresos de los campesinos de nuestra provincia.
La agricultura es una actividad que se caracteriza por mantener un riego constante y controlado para que los productos finales estén buenas condiciones para el comercio, ya que si esto no se realiza de una manera adecuada puede generar la pérdida total de la cosecha juntos con los gastos en contra para el agricultor, por esta razón es que el diseño de este prototipo de un sistema de riego busca mantener controlado y monitoreada automáticamente ahorrando costos como en combustibles, mantenimiento de las bombas alimentadas por gas, y el tiempo invertido en el riego de forma manual por los agricultores.
La razón principal del prototipo del sistema de riego es demostrar como seria el sistema de riego en la vida real para las fincas de la zona norte de la provincia de Santa Elena ya que no es muy común que los cultivos de los agricultores cuenten con algún sistema de riego que sea controlado automáticamente y monitoreado a distancia.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar un prototipo de un sistema de riego automatizado con envío de datos mediante el simulador Packet Tracert para una finca de la provincia de Santa Elena.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
· Recopilar información sobre los sistemas de riego actualmente utilizados.
· Diseñar el sistema de riego en la herramienta packet tracert.
· Evaluar el funcionamiento del prototipo.
3. MARCO TEÓRICO
La agricultura en la zona norte de la provincia de Santa Elena representa el principal ingreso para muchas personas agricultoras que viven en el campo, muchas veces es el alimento de familias enteras en estas zonas, en el transcurso del tiempo han existido muchas técnicas de cultivo desde la más primitivas hasta los sistemas de riego automatizados que son fundamentales para desarrollar los cultivos.
Sistemas de riego para cultivos.
Los sistemas de riego sirven para abastecer de agua a los cultivos y que estos puedan desarrollarse de la mejor manera, actualmente existen muchos tipos de sistemas de riego, algunos con innovaciones tecnológicas en varias áreas comerciales e industriales que ayudan a optimizar el uso de este recurso en la agricultura.
Riego por aspersión
El sistema de riego por aspersión es uno de los tantos métodos de riego que existen hoy en día, este sistema consiste en un dispositivo que dispersa el agua en forma de lluvia en gotas pulverizadas y diminutas. El mecanismo se debe alimentar de agua de las tuberías conectadas a la misma, el alcance de riego depende de la potencia que se suministre en las tuberías.
Ventajas del riego por aspersión
El agua al imitar a la lluvia llega de mejor manera a los cultivos mejorando la calidad de riego en comparación a otros métodos.
Ahorro en la mano de obra por sistemas de riego manuales, en este sistema se puede automatizar los riegos de manera que se reduzcan los costos en personal que se encargue de monitorear el riego de los cultivos.
Este sistema de riego es útil para casi todo tipo de terreno ya que se adapta a cada uno de ellos, además de que permite riegos frecuentes.
Existe un mejor control y ahorro del agua al momento de realizar los riegos.
4. ESQUEMA GRAFICO DEL PROYECTO
5. MATERIALES DE HARDWARE Y SOFTWARE UTILIZADOS
Hardware
· Laptop S.O Windows 10, 4gb ram amd ryzen 3
Software
· Simulador packect tracert versión 7.3.1
-Dentro de la herramienta:
-Panel solar
-Batería
-Mcu board
-Sensor de humedad
-Sensor de temperatura
-Aspersores
-Router 1841
-Swicth 2960
-Router inalambrico WRT300N
-Servidor
-Smartphone
6. MÉTODOS DE DESARROLLO
El método de desarrollo esta basado en el modelo de prototipos en el cual el prototipo debe ser construido en poco tiempo y sin utilizar muchos recursos, este modelo es más utilizado para dar al usuario una vista previa del producto final. Además, los prototipos deben ser construidos, usando programas de simulación, tampoco es necesario utilizar mucho dinero ya que se pueden optar por programas de licencia gratuita.
Ventajas
· Reduce el riesgo de construir productos que no satisfagan al cliente.
· Reduce los costos y aumenta el éxito del producto final.
· Modelo útil para conocer los objetivos generales del producto.
· Ofrece un mejor enfoque en la adaptabilidad del sistema final.
El método principal por el cual se llevará a cabo este proyecto será mediante la herramienta de simulación packet tracert ya que cuenta con una amplia variedad de dispositivos que nos ayudaran a simular como seria el proyecto en la vida real.
Esta herramienta nos permitirá usar dispositivos a utilizar como:
DISPOSITIVOS
DESCRIPCION
Panel solar
El panel solar nos permitirá aprovechar la energía solar para poder proveer de energía a los diferentes compontes del sistema de riego.
batería
La batería almacenara la energía que brinde el panel solar y permitirá hacer uso de la energía para alimentar los dispositivos que se requieran.
Sensor de humedad
El sensor de humedad nos proporcionara los datos de la humedad del suelo para que puedan ser procesador por el mcu.
Sensor de temperatura
El sensor de temperatura nos dará los datos de la temperatura del ambiente para que pueda ser procesada por el mcu.
aspersores
Los aspersores serán los encargados de suministrar agua a los cultivos.
Mcu
El mcu es el componente principal que controlara todos los demás dispositivos y que permitirá que el riego se realice automáticamente
El prototipo del sistema de riego automatizado funcionara mediante el panel solar que se encargara de recargar la batería, y esta a su vez permitirá alimentar de energía a los diferentes dispositivos que requieran energía. Los sensores de humedad y temperatura serán los que pasen los datos de la humedad del suelo para que sean procesados mediante el código previamente programada en el mcu ya que este dispositivo será el principal componente que controlara la activación de la bomba de agua para que se activen los aspersores y rieguen el cultivo.
7. CODIGO DEL CONTROLADOR PRINCIPAL
//librerias para usar la pantalla lcd
#include <LiquidCrystal.h>
#include <SoftwareSerial.h>
LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);
//declaracion de variables para obtener los valores de los sensores
int humedad = 0;
int temperatura=0;
int sensorTemperatura=0;
int sensorValue = 0;
int temperaturaMaxima=35;
int humedadMinima=10;
//inicialiar los components y los pines de entrada y salida
void setup()
{
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
//lcd.print("BIENVENIDO!");
pinMode(A0, INPUT);
pinMode(A1, INPUT);
}
void loop()
{
//leer y almacenar los valores de los sensores de temperatura y humedad
sensorValue = analogRead(A0);
sensorTemperatura=analogRead(A1);
//mapear los valores de entrada y salidapara los valores de los sensores
humedad = map(sensorValue,0,1023,0,100);
temperatura=map(sensorTemperatura,20,358,-40,125);
//condición de validación de temperatura y humedad si la temperatura es mayor a la temperatura máxima y la humedad es menor a la humedad mínima entonces efectuara el riego.
if (temperatura >= temperaturaMaxima && humedad < humedadMinima) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("riego activado");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("tmp:");
lcd.print(temperatura);
lcd.setCursor(8,1);
lcd.print("hmedad:");
lcd.print(humedad);
Serial.println("regando por temperatura alta y humedad baja");
delay(100);
//en caso de no cumplir la condición principal se efectuara esta que compara si la humedad es menor a la humedad mínima entonces efectuara el riego.
} else{
if(humedad<humedadMinima){
Serial.println("regando por humedad baja");
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("riego activado");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print("humedad:");
lcd.print(humedad);
delay(100);
//caso contrario desactivara el sistema de riego automatizado.
}else{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("riego desactivado");
Serial.println("riego desactivado");
delay(100);
}
}
//imprime por consola los valores de humedad y temperatura
Serial.print("humedad ");
Serial.println(humedad);
Serial.print("temperatura ");
Serial.println(temperatura);
delay(1500); // Wait for 15 millisecond(s)
}
Prototipo del sistema de riego automatizado con envió de datos
Conexiones
Conexiones de dispositivos
Dispositivo
Pin
Dispositivo
Pin
Sensor de humedad
D0
MCU
D1
Sensor de temperatura
A0
MCU
A0
Pantalla LCD
D0
MCU
D0
aspersores
D0
MCU
D2, D3, D4, D5
Batería
A2
MCU
A0
Panel solar
D0
batería
D0
8. CONCLUSIÓNES
En conclusión, la implementación del prototipo de un sistema de riego automatizado mejoraría la calidad del producto final en la cosecha ya que el riego seria controlado y monitoreado constantemente por el agricultor, además de que le ahorraría muchos gastos que conlleva actualmente un sistema de riego tradicional en esa zona como son en combustibles, mantenimiento y desperdicio del agua.
El diseño de este prototipo esta ajustado a las fincas de la zona norte ya que estas cuentan con canales de riego de donde podrían sacar el agua para sus cultivos, en donde este sistema podría funcionar sin ningún tipo de inconveniente por obtener el agua.
Si bien es cierto el uso de las tecnologías hoy en día ayudarían o facilitarían demasiado a los agricultores de la zona norte, ya que pueden controlar el sistema de riego, en la que el agricultor gestionaría sus propias condiciones de riego conservando en si el tiempo apropiado de cada cultivo.
9. BIBLIOGRAFÍA
[1] Agropinos, «Agropinos,» 24 07 2018. [En línea]. Available: https://www.agropinos.com/tipos-y-funcionalidades-de-los-sistemas-de-riego. [Último acceso: 24 1 2021].
[2] Agropinos, «Agropinos,» 12 08 2020. [En línea]. Available: https://www.agropinos.com/sistema-de-riego-por-aspersion#:~:text=Consiste%20en%20aplicar%20el%20agua,de%20un%20sistema%20de%20bombeo. [Último acceso: 24 1 2021].
Recolección y refinamiento de requisitos
Diseño rapido
Construcción del prototipo
Evaluación del prototipo
prototipo terminado