texto sobre utilizacao de sensores na agricultura

8/17/2019 Texto Sobre Utilizacao de Sensores Na Agricultura

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UTILIZAÇÃO DE SOFTWARES E SENSORESELETRÔNICOS NA AGRICULTURA1

Vilson Antonio Klein2

Into!"#$o

A aplicação da informática no nosso meio é cada vez maior e, nesse contexto, a

utilização de equipamentos com algum dispositivo eletrônico acoplado a um processador é uma

realidade crescente. Na agricultura essa situação também não é diferente, principalmente na área

da engenaria agr!cola, onde é crescente a utilização de sensores e dispositivos de armazenagem

ou de tomadas de decisão.

Siste%& !e &'"isi#$o !e !&!os

Abaixo está apresentado um diagrama esquemático dos diversos componentes de um

sistema de aquisição de dados, desde o sensor até o registrados com o sinal de sa!da.

"igura # $ %iagrama esquemático de um sistema de aquisição de dados.

# %isciplina de &nformática Aplicada ' Agronomia $ "aculdade de Agronomia e (edicina )eterinária da

*niversidade de +asso "undo $ +asso "undo $ -

/ng.0Agr. %r. +rofessor 1itular da "aculdade de Agronomia e (edicina )eterinária da *+". 2aixa +ostal 3##,+asso "undo $ - 4455#0465. email7 va8lein9upf.tce.br

#


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Na figura está apresentado um esquema mais simplificado dos componentes de um

sistema de aquisição de dados.

"igura 0 /squema ilustrativo de um esquema de aquisição de dados de uma estaçãometeorol:gica

; que os sensores emitem para a central de processamento são sinais eletrônicos

que precisam ser decodificados e interpretados. /sse processador deverá ter um soft

SENSORES A(LICADOS ) AGRONO*IA

Apresentaremos a seguir alguns exemplos de sensores que podem ser utilizados na

Agronomia, infelizmente o custo desses sensores ainda é bastante elevado, limitando a sua

utilização principalmente as pesquisas.

1odo a tecnologia tem alto custo no in!cio, ap:s adotada fica mais acess!vel .

INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA

VAKLEIN

AQUISIÇÃO DE DADOS COMPUTADOR:Ex: Estação mto!o"#$%&a

ENTRADA (ROCESSA*ENTO SA+DA

-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e armazenamentodos resultados.

esultados podemser enviados ougravados


VAKLEIN

AQUISIÇÃO DE DADOS COMPUTADOR:Ex: Estação mto!o"#$%&a

ENTRADA (ROCESSA*ENTO SA+DA

-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e armazenamentodos resultados.

esultados podemser enviados ougravados


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SENSOR DE CRESCI*ENTO DE FRUTO

Na figura ?, está apresentado um sensor de crescimento de frutos, nesse caso de uma

maça. ; gráfico mostra que estava avendo um crescimento cont!nuo do fruto até os dias @@ e@3 quando essa taxa de crescimento foi menor ou não ocorreu, indicando que algum problema

está afetado o pleno desenvolvimento do fruto.

No dia @6 foi realizada uma irrigação e a taxa de crescimento do fruto voltou aos n!veis

anteriores, indicando que o que estava ocorrendo era falta de água.

2om sensores dessa natureza é poss!vel resolver os problemas rapidamente antes que

esses afetem a produção.

"igura ? $ -ensor de crescimento de fruto, com gráfico de crescimento.

?


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ESTAÇÃO *ETEOROL,GICA CO*(UTADORIZADA

; monitoramento das condiçes ambientais assume cada vez maior importBncia na

agricultura. 2ondiçes adequadas para aplicação de defensivos agr!colas =umidade relativa do ar

e incidCncia de ventos> !ndices e n!veis de precipitação, radiação solar, temperatura são alguns

dos parBmetros que a estação meteorol:gica abaixo monitora.

/ssas estaçes portáteis podem ser instaladas no campo e os seus dados transmitidos por

ondas de rádio ou telefone celular como esta apresentado na figura @, isso evita a necessidade de

verificaçes ou leituras peri:dicas.

Na realidade essas estaçes são um conDunto de sensores com um %ata Eogger, receptor e

armazenador de dados, como será visto mais adiante.

"igura F $ /stação meteorol:gica

F


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"igura @ $ /stação (eteorol:gica Automática, com transmissão de dados por telefone celular

@


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SENSORES (ARA DETER*INAÇÃO DA U*IDADE DO SOLO

(;N&1;A(/N1; %A 1/N-G; %A HI*A N; -;E; +; -/N-;/- /E/1JN&2;-

A determinação da umidade do solo assume importBncia cada vez maior na agricultura, principalmente em sistemas irrigados. ; controle adequado da água a ser aplicada é uma

exigCncia em virtude da escassez desse recurso, além de proporcionar um potencial de todos os

outros fatores envolvidos na produção agr!cola.

"igura 3 $ -ensor eletrônico de umidade do solo =Katermar8>

3


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"igura 6 $ Iráfico dos resultados obtidos com um sensor eletrônico instalado em duas profundidades antes e ap:s a irrigação

"igura L $ 1ensiômetro equipado com transductor de tensão para determinar o potencial de águano solo.

6


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"igura 4 $ 1ensiômetros e sensores eletrônicos instalados em uma caixa com solo e acopladosem um %ata Eogger, para coleta de dados e aferição dos mesmos.

"igura #5 $ (odelo de um %ata Eogger, microcomputador para coleta, armazenagem etransmissão dos dados.

Na figura #5, está apresentado um modelo de um %ata Eogger, muito utilizado em

pesquisas, ao qual são acoplados sensores, sendo que esse armazena os dados que ap:s são

transferidos para uma mem:ria ou diretamente para um computador.

L


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SENSORES DE TE*(ERATURA

;s sensores de temperatura são normalmente de termopares que basicamente consistem

de fios que são afetados pela temperatura e com isso gera uma diferença de potencial que pode

ser medida pelo %ata Eogger ou por um mult!metro.

(RECISÃO E E-ATIDÃO DOS SENSORES

Mualquer informação seDa via teclado de um computador, bem como, via sinais eletrônicos

de um sensor precisam ser efetivamente verdadeiras e corretas. Nesse sentido, se o sensor

não estiver medindo corretamente todas as informaçes ou comandos gerados pelo processador serão incorretas.

+rimeiramente precisamos entender o conceito de precisão e exatidão, para isso o

esquema abaixo é muito interessante e aDuda nessa compreensão.

Fi."& 11 / A0i%& est$o os es"lt&!os !e 1 tios !is&&!os o 3 i4les

+odemos descrever cada arma da seguinte maneira7

Arma A -em tendCncia, baixa precisão e pouco exataArma O 2om tendCncia, baixa precisão e pouco exataArma 2 -em tendCncia, boa precisão e muito exataArma % 2om tendCncia, alta precisão e pouco exata

4


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CALI5RAÇÃO DO SENSOR

+ara se ter certeza de que aquilo que o sensor está medindo é o que está acontecendo é

necessária ' calibração ou aferição do sensor. /ssa calibração precisa ser feita avaliando os

resultados =sinais> que o sensor emite em relação ao fenômeno que se deseDa avaliar o que vai

proporcionar a confecção de curvas e equaçes de aDuste. P imprescind!vel que em intervalos de

? a F anos os sensores seDam aferidos, caso contrário a confiabilidade dos resultados está

seriamente comprometida.

y = 2E-05x3 - 0,0108x

2 + 1,7526x - 15,593

R

2

= 0,9919

y = 3,868x - 11,808

R2 = 0,7672

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

cBar (sensor)

P o t . M á t t e n s i ô m e t r o ( k P a )

"igura # $ 2urvas de calibração de um sensor de umidade do solo

Na figura #, observa0se curvas de calibração de um sensor, o qual teve o seu resultado

seriamente afetado por uma alteração nas condiçes qu!micas do solo. +ara isso é necessária a

calibração em distintos ambientes.

#5


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y = -2,5607x + 902,6

R2 = 0,8176

5

55

F55

355

L55

#555

5,55 5,55 F5,55 35,55 L5,55 #55,55

+ot.mátrico =8+a>

E e i t u r a 1 e t a + r o b e

"igura #? $ Avaliação de um sensor em relação ao fenômeno

Nas figuras #? e #F observa0se as retas de calibração dos sensores em relação ao

fenômeno com um bom aDuste. As equaçes obtidas desse aDuste precisam ser informadas ao

processador =%ata Eogger> para que interprete adequadamente os sinais transformando0os em

resultados corretos e confiáveis.

"igura #F $ 2alibração do tensiômetro eletrônico em relação a um tensiômetro convencional

##


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SISTE*A AUTO*6TICO DE A5ERTURA DE CO*(ORTAS (ARA

IRRIGAÇÃO

#


VAKLEIN

AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR NA AGRICULTURA:

S%stmas ' a!ma()a$m s&a$m ' $!ãos

S%stmas ' %!!%$ação

S%stmas *%'!+,"%&os ' t!ato!s a$!-&o"as

Co)t!o" 'o am.%)t /tm0!at,!a ,m%'a'!"at%1a2 ' st,3as4 a1%+!%os t&5


VAKLEIN

AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR NA AGRICULTURA:

S%stmas ' a!ma()a$m s&a$m ' $!ãos

S%stmas ' %!!%$ação

S%stmas *%'!+,"%&os ' t!ato!s a$!-&o"as

Co)t!o" 'o am.%)t /tm0!at,!a ,m%'a'!"at%1a2 ' st,3as4 a1%+!%os t&5


VAKLEIN

AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR:

ENTRADA (ROCESSA*ENTO AÇÃO

-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e emissão de umaordem $ protocolo de ação

Ação de atuadoresou dispositivoseletrônicos


VAKLEIN

AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR:

ENTRADA (ROCESSA*ENTO AÇÃO

-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e emissão de umaordem $ protocolo de ação

Ação de atuadoresou dispositivoseletrônicos


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"igura #@ $ -istema automático de abertura de comportas para irrigação

#?


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"igura #3 $ %ispositivos eletrônicos utilizados em sistemas irrigados, especificamente pivô central.

#F


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SISTE*A FIELD STAR 7 AGCO

AGRICULTURA DE (RECISÃO

#@

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