Antecedentes

En la localidad de Santa Marta Cabañas existe un invernadero, producto de un proyecto realizado en el año 2001 (Fecha no verificada) aproximadamente. El invernadero se realizó teniendo en mente un sistema automatizado donde proveyera:

Sistema de monitoreo climatológíco externo.

Sistema de monitoreo climatológico interno (Dentro del Invernadero).

Sistema de regulación de temperatura en el invernadero.

Sistema de mezclado de insecticida.

El sistema completo brindaba la capacidad de sistematizar las funciones de riego, regulación de temperatura y monitoreo de hasta 50 invernaderos.

Dado que la empresa que implemento el sistema de invernadero era un empresa española, desarrollaron capacitaciones para dotar de habilidades y conocimientos del funcionamiento del sistema.

Situación Actual

Con el paso del tiempo el invernadero ha sufrido un deterioro progresivo presentando fallas tanto a nivel mecánico como a nivel de personal. Algunas que se pueden mencionar son:

Falla del tablero principal del control del invernadero

Deterioro de la malla protectora de los rallos solares.

Falla de la computadora principal donde se utilizaba un software privativo.

Falla en las válvulas mezcladoras del abono y agua.

Falta documentación o base de conocimiento para las personas que actualmente mantienen el invernadero.

Por tales razones el sistema automatizado de monitoreo de clima, ventanas, malla, ventiladores, irrigadores y sistema de mezclado, entre otros, ha quedado funcionando (con arreglos manuales) solo el sistema de irrigación. Los demás equipos presentan visible oxidación y deterioro parcial o completo.

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Objetivos

De acuerdo a las necesidades que se tienen en el invernadero, en principio se pensó en intentar reactivar el equipo que tiene el invernadero, pero dado que algunos equipos que tiene el invernadero tienen precios altos y no se pueden comprar localmente (Agregar un ejemplo y referencia), se ha declinado. Por lo tanto, se ha decidido investigar alguna alternativa que puedan brindar la misma funcionalidad a un menor precio.

Además se a decidido incluir dentro del proyecto un programa de estudio para nivel básica y secundario que promueva los conocimientos sobre el monitoreo de clima y el impacto que tiene sobre la vida cotidiana y los sembrados agrícolas.

Objetivo general

Investigar e implementar tecnologías FLOSS y hardware libre de bajo coste que permita monitorizar el clima y active acciones para mejorar los cultivos.

Objetivos Específicos

Investigar tecnologías FLOSS y hardware libre para implementar monitoreo de clima.

Experimentar los diferentes proyectos de monitoreo de clima existentes.

Desarrollar actuadores que permitan regular los cultivos al aire libre.

Desarrollar un programa de estudio básico para impartirlo en niveles básica y media.

Elementos del sistema

Agentes

Temperatura

Humedad

Viento

Radiación

Cantidad de agua

Actuadores

Motores ventanas

Motores ventiladores

Motores pantalla de sombrero

Hardware de monitoreo

Hardware adquirido

Sensor digital de temperatura y presión barométrica.

Sensor DHT11 de temperatura y humedad.

Sensor PIR (movimiento).

Hardware a adquirir

MICS-2710 Sensor de dióxido de nitrogeno (NO2 contaminación de aire)

MQ-7 Sensor de monóxido de carbono (CO contaminación de aire)

MG-811 Sensor de dióxido de carbono (CO2 dioxido de carbono)

UVI-01 - Sensor de radiación ultra violeta

LDR - Sensor de nivel de luz

TGS 2600 - Sensor de calidad de aire general

Conversor de análogo digital

Anemómetro (Sensor de velocidad de viento, dirección y cantidad de lluvia)

Sensor de pH

Sensor de humedad de suelo

Proyectos a Experimentar

Sistema Hidroponico RUFUS

Es un sistema de cultivo hidropónico vertical automático que consta de tres elementos electrónicos:

Control de clima

Control de Ph

Control de riego

Cada uno des estos componentes genera el sistema automatizado.

Control de Clima

Descripción	Cantidad	Precio Lista
Arduino	1	$15.67
2 Channel Relay Module Board and Shield For Arduino	1	$5.50
Ventilador de circulación para el espacio	1	N/D
15 Meter - LED based - 12v Flexible 5050 5:1 Red/Blue	1	N/D
Waterproof DS18B20 Digital Temperature Sensor Probe for Arduino	1	$2.78

Control de Ph

Descripción	Cantidad	Precio Lista
Arduino	1	$15.67
2 Channel Relay Module Board and Shield For Arduino	1	$5.50
Analog pH Meter Kit	1	$32.95
Arduino Conductivity Sensor	1	$75
Waterproof DS18B20 Digital Temperature Sensor Probe for Arduino	1	$2.78
12V DC Peristaltic Dosing Pump	2	$12.39

Control de Riego

Descripción	Cantidad	Precio Lista
Arduino	1	$15.67
2 Channel Relay Module Board and Shield For Arduino	1	$5.50
Side Mounted Water Level Control Float Switch Normal Closed	2	$2
1“ Water Flow Meter Counter 1-60L/min	1	$13
1/2” DC 12V Electric Solenoid Valve Water Inlet Flow Switch Normally Closed	1	$16
620 GPH Submersible Pump	1	$50

Totales

Descripción	Cantidad	Precio Lista	Envio e Impuestos	SubTotal
Arduino	3	$15.67 c/u	$23.63	$64.64
2 Channel Relay Module Board and Shield For Arduino	3	$16.38	$13	$29.38
Side Mounted Water Level Control Float Switch Normal Closed	2	$7.84	$13	$28.68
1/2“ DC 12V Electric Solenoid Valve Water Inlet Flow Switch Normally Closed	1	$16	$13	$29
620 GPH Submersible Pump	1	$50
Analog pH Meter Kit	1	$32.95	$18	$50.95
Arduino Conductivity Sensor	1	$75	$24	$99
Waterproof DS18B20 Digital Temperature Sensor Probe for Arduino	5	$14.00	$13	$27
1" Water Flow Meter Counter 1-60L/min	1	$13	$13	$26
12V DC Peristaltic Dosing Pump	1	$12.39	$13	$25.39
Ventilador de circulación para el espacio	1	N/D
15 Meter - LED based - 12v Flexible 5050 5:1 Red/Blue	1	N/D

AirPi

Prototipos

Para los prototipos se tendrán 4 diferentes sistemas:

Monitoreo de clima Externo

Sensores

Temperatura

Humedad

Humedad Suelo

Presion Atmósferica?

Rayos UV

Cantidad de Luz

Cantidad de lluvia

Velocidad del viento

Dirección del viento

Actuadores

Ninguno

Monitoreo/Actuador Interno

Sensores

Temperatura

Humedad

Rayos UV

Actuadores

Ventiladores

Aspersores

Ventanas

Prototipos

Prototipo Revision 1

Prototipo Revision 2

Monitoreo/Actuador Externo

Sensores

Temperatura

Humedad de Aire (Si existe un monitor de clima externo no es necesario)

Humedad de Suelo

Rayos UV

Actuadores

Ventiladores

Aspersores

Agua a la mata

Mezclador de Nutrientes

Sensores

Ph

Electroconductividad

Actuadores

Dosificadores

Bombas

Ademas el sistema tendrá un Sistema de monitoreo y control centralizado:

Raspberry PI

Sistema en vivo

Referencias

http://ri.ues.edu.sv/5167/

http://168.243.8.2

http://www.instructables.com/id/Arduino-weather-station/

http://airpi.es/

https://www.amazon.com/gp/product/B00QURVHN6

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_nitr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono

http://ciberdroide.com/AcuBioMed/cao-12-modulo-para-el-uso-de-arduino-ph-shield-de-dormant-labs/

http://tienda.bricogeek.com/otros/581-sensor-analogico-de-ph.html

https://www.raspberrypi.org/school-weather-station-project/

http://tienda.bricogeek.com/otros/581-sensor-analogico-de-ph.html

http://www.educando.edu.do/articulos/estudiante/el-ph-en-nuestra-vida

http://www.instructables.com/id/Vertical-Hydroponic-Farm/ http://www.bltrobotics.com/wiki/RUFS_Plans

http://ecoinventos.com/como-crear-un-sistema-hidroponico-casero-con-168-plantas/

https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/open-aquarium-aquaponics-fish-tank-monitoring-arduino

http://www.labioguia.com/notas/sistema-de-cultivo-hidroponico

https://create.arduino.cc/projecthub/luisantoniomartinnuez/arduino-controlled-smart-hydroponic-modular-system-0d65ad

https://www.hydroponics.net/

https://create.arduino.cc/projecthub/atlasscientific/arduino-ph-sensor-calibration-ea1b65

https://www.instructables.com/id/Hyduino-Automated-Hydroponics-with-an-Arduino/

https://www.adafruit.com/product/1980?gclid=EAIaIQobChMIkfGp6aud5wIVBb7ACh0v5ALMEAQYASABEgK-J_D_BwE

https://lastminuteengineers.com/433mhz-rf-wireless-arduino-tutorial/