Sistema de adquisición de variables climáticas para invernaderos: Sistema embebido

Abstract

El presente trabajo describe el desarrollo de un sistema de adquisición de variables climáticas para invernaderos, formado por un módulo de sensores, mediante la utilización de hardware y software libre, por lo que se hizo un análisis de las diferentes variables climáticas, su importancia y su incidencia sobre cultivos bajo el efecto invernadero para realizar un diseño conceptual y establecer parámetros y requerimientos operacionales del sistema en condiciones reales de funcionamiento, seleccionando 3 variables climáticas más importantes como es la temperatura de ambiente y suelo, humedad de ambiente y suelo, y radiación solar. Para la parte electrónica se estableció como microcontrolador un Arduino UNO y como sensores para las distintas variables se seleccionó un sensor lm35 para medir la temperatura del suelo, un sensor SHT10 para la humedad de suelo, un sensor DHT22 para la temperatura y humedad del ambiente y un piranómetro Davis 6450 para la radiación solar. Además, se diseñó y construyó un circuito electrónico que nos permitió interconectar todos los componentes electrónicos activos y pasivos. Para la implementación del sistema a condiciones reales de funcionamiento se diseñó y construyó un modelo 3D que nos permitió proteger el sistema de los rayos UV, lluvia y humedad dentro del dispositivo, además de una fácil instalación dentro del invernadero. Para la aplicación de filtros digitales se realizó un análisis entre 3 distintos filtros digitales como es el filtro FIR de media móvil, el filtro IIR de media móvil y el filtro de Kalman, seleccionando el mejor filtro a razón de su comportamiento ante perturbaciones del sistema. Para la validación del sistema se realizó la comparación de las variables medidas con otros sensores comerciales y se probó el módulo dentro de un invernadero sometido a condiciones reales de funcionamiento obteniendo datos que nos permitieron observar y demostrar la confiabilidad del sistema en tiempo real.