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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2012.tde-29102012-094338
Document
Author
Full name
Antonio Pires de Camargo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2012
Supervisor
Committee
Botrel, Tarlei Arriel (President)
Armindo, Robson André
Frizzone, Jose Antonio
Garzella, Tiago Cappello
Soccol, Olivio José
Title in Portuguese
Desenvolvimento de um controlador de irrigação para áreas experimentais
Keywords in Portuguese
Automação
Irrigação
Microcontrolador
Abstract in Portuguese
Em áreas experimentais, é comum ser necessário individualizar a quantidade de água aplicada em cada unidade (vaso ou canteiro), podendo haver variações desta quantidade ao longo dos eventos de irrigação. Este controle individualizado constitui uma tarefa repetitiva e trabalhosa que geralmente é efetuada manualmente por meio de válvulas instaladas na entrada de cada unidade. A execução manual de tais tarefas está sujeita a erros como imperfeições no controle de tempos de operação, limitações de dimensões e critérios relacionados à pesquisa e, principalmente, implicam em desperdício de tempo e recursos para o pesquisador. Por outro lado, as soluções comercializadas para automação do controle da irrigação apresentam-se em dois extremos. As soluções com preço acessível não são versáteis o suficiente para atender aos requisitos de experimentos envolvendo irrigação, e quando empregadas implicam em uma série de restrições para a definição de tratamentos na pesquisa. Já as soluções sofisticadas, que seriam aptas para uso nas mais diversas situações, apresentam custo restritivo. Acerca disto, esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema constituído de módulos microprocessados e aplicativo supervisório, empregados para o controle automático e individualizado da irrigação em unidades existentes em áreas experimentais. A solução proposta foi desenvolvida em duas etapas. A primeira etapa visou o desenvolvimento de um sistema de controle malha aberta, dedicado ao acionamento individualizado de atuadores (válvulas solenóides e motobombas), sendo operado segundo intervalos de tempo informados pelo usuário. A segunda etapa visou o desenvolvimento de um sistema automatizado para monitoramento e controle individualizado da irrigação em áreas experimentais. O sistema proposto dispõe de recursos de hardware e software que asseguram versatilidade, escalabilidade e confiabilidade, sendo capaz de atender aos requerimentos de diferentes tarefas ou experimentos.
Title in English
Development of an irrigation controller for experimental areas
Keywords in English
Automation
Instrumentation
Microcontroller
Abstract in English
Irrigation scheduling at experimental areas is determined by several factors, which are mainly related to features of each unit (container or bed) and criteria set by researchers. Many times the experimental areas are greenhouses and depending on the research may be necessary provide mechanisms for monitoring sensors and controlling actuators on each unit in order to supply individual water requirements. Once irrigation requirements vary in time and among units, this individual irrigation management becomes a repetitive and laborious task when sensors and actuators are operated manually. Commercial systems for automated irrigation controlling in Brazil can be characterized in two extremes, when applied on experimental areas. Irrigation controllers sold at affordable and feasible prices have basic functionalities and don't have enough versatility for using at most of irrigation researches. In the other hand, there are some sophisticated solutions for automating irrigation systems which have plenty of technology and could be implemented at any experimental area. Although, these kind of automated systems are very expensive and most of times are unfeasible for using at irrigation researches. Based on the summarized situation, this thesis presents the development of an automated system comprised of microprocessed modules and Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), implemented for actuators controlling and sensor's data acquisition at irrigation experimental areas. The first research's stage describes the development of an openloop control system that was a dedicated solution for actuators controlling. The second stage described a closed-loop control system designed for irrigation controlling at experimental areas. The developed solutions have features of hardware and software that ensure versatility, scalability, and reliability.
 
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Publishing Date
2012-11-09
 
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