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2013 Reporte de proyecto

Torres Aldama Daniel Martínez menes Griselda Hernández García Eduardo Juárez navarro Aldo Williams 3 A T/V

ABSTRACT. INTELLIGENT GREEN HOUSE Our Project INTELLIGENT GREEN HOUSE has as a purpose keep a constant balance in a greenhouse ecosystem type, that is to say, that it has the necessary conditions to lodge the How did we obtain this? The INTELLIGENT GREENHOUSE consists of four sensorial answers which will give the principal activity of maintenance to the ecosystem. Humidity sensor: this sensor will have the purpose of keep us informed of the conditions in which is the earth where we lodge our plants, besides to send a logic answer to an a microcontroller which will be in charge of activate or deactivate the irrigation system according to the sensorial answer. Infrared ray sensor: It will have the mission of inform to the microcontroller into the intensity of infrared rays that are outside and depending on the sensor’s answer, the microcontroller will position the solar panel, this is with the purpose of make good use of the benefits that solar light gives to our point of energize the whole electronic systems. Temperature sensor: Finally we got this sensor, which will be in charge of measuring the temperature inside the greenhouse, giving an analogical answer which will be send to ADC(Analogue to Digital Converter) of our microcontroller and this answer will be the responsible of that the microcontroller active a servo motor which will open a ventilation over the green house, until the temperature reaches an ideal condition for our plants

INTRODUCCION La automatización es la capacidad de las máquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervención humana. Resulta sumamente interesante saber cómo es posible que diversos sistemas sean tan precisos, rápidos, económicos y sobre todo, autónomos. Pues gracias a la automatizaciones como obtenemos todas estas grandes ventajas. Él presente trabajo trata de explicar la resolución de un problema que se planteó y lamotivación para darle una solución eficaz por medio de la automatización. Los invernaderos… El proyecto a tratar. Se habla de cómo se aplica la automatización por medio de un conjunto de subsistemas dentro de un invernadero para lograr una autonomía y mayor eficiencia de este, laconstrucción de dichos sistemas, que recursos fueron empelados para su elabor ación, que compone a cada uno de los subsistemas que integran al invernadero así como el funcionamiento de estos. El primer tema que se tratara es un marco teórico donde se da a conocer cómo cambian concepto de invernadero común a un invernadero inteligente

MOTIVACIÓN Nuestra motivación se basa en mostrar una mejor manera de cultivar en un invernadero ayudándonos de la automatización. Tomando en cuenta las ventajas que se podrían tomar de ello, llevándolo a situaciones reales donde el clima y/o el suelo impiden el desarrollo delas plantas, frutas y vegetales que sustentan la dependencia económica de las personas que los cultivan. Y de esta forma ponemos nuestra propuesta a escala para darnos una idea de lo que podría ser en un tamaño real. Queremos hacer de esto una visión más de la utilidad que tiene la automatización, ya que ya existe una empresa con un margen muy similar al que usamos como proyecto de invernadero inteligente, así que nosotros deseamos mostrarlo de manera que se vea lo que hemos aprendido de sistemas digitales, y como éstos conocimientos se aplican en la industria para favorecerla

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Lograr automatizar un sistema de invernadero por medio de circuitos electrónicos, micro controladores PIC y sensores que operen en sincronía. Proporcionando la energía mediante fuentes amigables con el ambiente.

OBJETIVOS PARTICULARES: Generar el riego de los cultivos automáticamente cuando estos lo necesiten. Ventilar los cultivos automáticamente cuando la temperatura dentro del invernadero sea inadecuada para el tipo de cultivo que se aloje dentro de él. Energizar los circuitos electrónicos por medio de la captación de energía solar, esto con el fin de que sea un invernadero ecológico y no tenga repercusiones negativas al medioambiente MARCO TEORICO HABLEMOS DE LOS INVERNADEROS. Un invernadero es un edificio con paredes de vidrio o plástico translucido, es empleado para el cultivo y la conservación de plantas delicadas, también es usada para forzar el crecimiento de plantas fuera de temporada. Los invernaderos están ideados para transformar la temperatura, humedad y luz, logrando así condiciones ambientales similares a otros climas. Los invernaderos pueden variar en su construcción para adecuarse al terreno en el que se instalara el cultivo. UN POCO DE HISTORIA. Se tiene que los primeros usos de un invernadero se dieron en la época romana, ya que se tiene en escritos que por las exigencias de emperadores en sus dietas, ya que pedían comer cosas fuera de temporada o exóticas, así que un jardinero había instalado su propia manera artificial de cultivar la cual es un método utilizado aun en la actualidad, el cual consiste en crear condiciones de una cierta manera permanente para que pueda ser cultivada en todo momento. Durante el S.XIII, en Italia se hizo una fabricación de edificios con la función de hacer crecer plantas exóticas, después se extendió esta idea a lo que es Inglaterra y los países bajos; aunque en ese entonces presentaba problemas deficientes como escases de aire y el flujo del calor normal, lo que provocaba que los cultivos no se desarrollaran de una manera adecuada o murieran en corto Tiempo. Después, estos los “jardines botánicos” solo eran utilizados en países de altos recursos Económicos como Inglaterra, Italia, Alemania, etc. y en algunas universidades reconocidas comenzaban su experimentación para el mejoramiento y perfección de estos, enfocándose en la ventilación, el espacio, las plantas que se pueden mantener ahí, etc. En el S. XVII se produce la tecnología para fabricar cristales que serían utilizados en la construcción de edificios de invernaderos, además se desarrolla una mejor manera en su construcción de tal manera que fuera más práctico o más útil para las plantas que eran necesarias y con el cristal ya se podía mantener un ambiente más cálido. Para el S. XIX se crean los invernaderos de gran tamaño e importancia como el de Inglaterra llamado “new Garden

.En la actualidad existen invernaderos más grandes y su uso es más frecuente, esto es gracias a la ventaja del sistema de invernadero sobre el método tradicional a cielo abierto, ya que bajo invernadero, se establece una barrera entre el medio ambiente externo y el cultivo. Esta barrera limita un microclima que permite proteger el cultivo del viento, lluvia, plagas, enfermedades, hierbas y animales. Igualmente, esta protección permite al agricultor controlar la temperatura, la cantidad de luz y aplicar efectivamente control químico y biológico para proteger el cultivo. Países como México y España han desarrollado la tecnología del invernadero para lograr mejor asen su producción. La producción de jitomate en la zona del bajío Mexicano y los campos de Almería en España.

IMPORTANCIA DE UN INVERNADERO EN LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Un invernadero ayuda a mantener un clima adecuado para la producción no solo de flores, sí no también de productos agrícolas como verduras, frutas, etc. Los cuales son elementos básicos en la alimentación de las personas tanto en zonas rurales como en urbanas, la función del invernadero en la producción agrícola se fundamenta en que se pueden mantener productos fuera de temporada, lo cual provoca una mayor producción para una demanda fuerte proveniente de ciudades altamente pobladas como la Ciudad de México. Además, una de las ventajas del invernadero es que pueden ser usadas en comunidades para beneficio de las mismas que no tienen cerca recursos para comprar alimentos y no es necesario tener grandes conocimientos de jardinería y botánica para poder mantenerlo en uso. ¿DÓNDE SE NECESITA UN INVERNADERO? Lo invernaderos frecuentemente son utilizados cuando se requiere acelerar el cultivo con ciertas condiciones de clima, las cuales son proporcionadas por el invernadero. Pero donde puede ser más útil su uso es en las zonas áridas donde no llueve muy seguido, así como en climas hostiles con cambios muy dramáticos, ya sea frio o calor, que afectan a las plantas de los cultivos. LAS VENTAJAS DEL USO DE UN INVERNADERO EN ESTAS ZONAS Y EN GENERAL SON: DIFUSIÓN DE LUZ Porque un invernadero puede cambiar la dirección de los rayos solares distribuyéndola equitativamente por toda el área para beneficiar a todo el invernadero en su conjunto y a la vez impedir que lleguen directamente a la planta. La luminosidad se puede obtener en mayor o menor grado dependiendo del diseño y cubierta del invernadero. Este aspecto permite el buen desarrollo del cultivo y ayuda a la mejor obtención de frutos.

FOTOSÍNTESIS.El proceso fotosintético se ve favorecido dentro del invernadero, debido a la forma en que es difundida la luz y a la conservación de temperaturas. MICROCLIMA Manejar un microclima que permite controlar y mantener las temperaturas óptimas, aporta que las plantas sean más abundantes y de mejor calidad, también puede permitir programar las cosechas para épocas de escasez. Con esto, podemos saber que la real ciencia de los invernaderos, es el poder mantener la temperatura de los rayos focalizada, en su interior. Lo cual eleva la temperatura interna del invernadero. Por medio de la concentración de calor dentro del mismo. Esto permite que muchísimas plantas se puedan dar de mejor manera. Más aún, cuando se trata de algunas que con las bajas temperaturas del invierno se marchitan o sufren por éste cambio. Es por lo mismo, que un invernadero, es una herramienta efectiva, para poder cultivar plantas, independiente la época del año, en que se está viviendo. ¿QUÉ DESEAMOS EN UN INVERNADERO? Dentro de los aspectos que debe proporcionar un invernadero para considerarse efectivo están: El aire, en éste aspecto podríamos tomar en cuenta las dimensiones con las que construimos el invernadero, éstas deben ser de un tamaño que permita a las plantas respirar, también está la ventilación, que podemos usar para brindar un poco de brisa a nuestras plantas de vez en cuando. La temperatura, es muy importante que está se mantenga en el rango ideal para las plantas, ya que si el interior ésta muy frio o muy caliente, puede afectar en el desarrollo de las mismas. El riego, sabemos que un invernadero proporciona cierto ahorro de agua ya que usualmente su interior es un poco húmedo, pero es importante tener en cuenta la forma en que se van a regar las plantas, fijándonos en que sea de forma distribuida y eficaz para tener un consumo moderado de agua. También ésta la iluminación, en éste aspecto podemos tomar en cuenta la posición del invernadero, lo más eficaz es ubicarlo viendo hacia el norte y a medida que avance el día los rayos del sol se distribuirán muy bien en su superficie proporcionando mejor iluminación para las plantas. Tipo de suelo. Se deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas modernos de ferri-riego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o sustratos artificiales. Por último el clima que se maneja dentro del invernadero dependiendo de las necesidades de las plantas que le vayamos a introducir. Hasta ahora hemos estado tratando el concepto común de lo que es un invernadero pero Es tiempo de incluir un nuevo concepto, “La Automatización.”

Lo que se desea plantear ahora es el cómo la aplicación de la automatización cambia de una perspectiva de invernadero común a un invernadero automatizado. MICROCONTROLADOR PIC Para la estructura electrónica y de programación de nuestro proyecto, uno de los dispositivos ahusar es el Micro controlador PIC, para eso es importante saber porque lo escogimos como opción para realizar ciertas funciones en la circuitería Un Micro controlador PIC (controlador de interfaz periférico) es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en este a través de un programador. El PIC está compuesto por: Memoria de datos, memoria de programa, unidades de entrada y salida, generador de pulsos de reloj, times y contadores en los cuales opcionalmente se puede incluir: controladores de interrupciones, clocó interno, comparadores, PWM (Modulación por ancho de pulso), y convertidores A/D (Analógico digital) o D/A (Digital analógico).Las principales ventajas de usar micro controladores son:-Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo-Aumento de fiabilidad: Menor riesgo de averías Menos ajustes-Disminución del tamaño del circuito: Menor volumen Mano de obraDisminución de costo del circuito. Figura 1.1 PIC 16F46A por cortesía de microchip

SENSORES

Un sensor es un dispositivo que convierte una variable física que se desea medir en una señal eléctrica que contiene la información correspondiente a la variable que se detecta. Para ello el sensor suele ir acoplado a un circuito que convierte la señal de éste a valores adecuados para que dicha señal se pueda capturar. Como etapa intermedia se debe realizar la calibración o ajuste de la medida del sensor, para así controlar la sensibilidad con que va poder detectar la señal que mandara al circuito. Finalmente, se procede a la etapa de adquisición, para su procesamiento, registro o presentación. Los sensores cuentan con ciertas características que hay que tomar en cuenta: Resolución:

Es la mínima variación, dentro del rango de medida, que es apreciada por el sensor como un cambio de su salida. Precisión: Es la tolerancia de la medida, con lo que define los límites del error, garantizando que la medida se encontrará con toda seguridad en el rango definido. Repetitividad: Es el grado de precisión en la repetición de una medida que serializa de forma consecutiva y bajo las mismas condiciones, incluida la dirección de variación del estímulo de entrada. Sensibilidad: Indica la variación que experimenta la medición con la variación dela variable medida, o sea, es la razón de cambio de la salida ante los cambios en la entrada, y por tanto es mejor cuanto mayor sea. Exactitud: Diferencia entre la salida real y el valor teórico de dicha salida Rango: Rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre el máximo y el mínimo detectables por un sensor, con una tolerancia de error aceptable. Deriva: Variación de la salida esperada del sensor debido a cambios de temperatura, humedad, envejecimiento, etc. Además, todo dispositivo presenta unas condiciones ambientales de operación, fuera delas cuales no se garantiza su funcionamiento, y que en el caso de los sensores, aún con un funcionamiento correcto provocan desviaciones de las medidas que pueden resultar importantes. SENSOR Y TRANSDUCTOR Es importante mencionar que no es lo mismo decir sensor y transductor, lo cual es un error muy común, un transductor es todo aquel componente que está siempre en contacto directo con el ambiente con el que va a interactuar, mientras que sensor es la circuitería necesaria para que la señal que manda el transductor pueda ser convertida a una señal del tipo digital y pueda ser procesada por algún otro componente que adquiera esos datos digitales .Existen diferentes tipos de transductores los cuales solo mencionaremos a continuación: Transductores de presión:

Transductores resistivos: Transductores magnéticos: Transductores capacitivos: Transductores piezoeléctricos: Transductores mecánicos: Transductores térmicos: Transductores bimetálicos: Transductores de ionización: Transductores de filamento caliente: Transductores de cátodo frio Transductores de radiación SENSOR DE HUMEDAD Con éste sensor se trata de utilizar la conductividad que muestra la tierra, la cual va a ser mayor mientras más sea la cantidad de agua presente en ella. Se introducen dos electrodos separados por cierta distancia, para luego ser sometidos a una diferencia de potencial constante. La corriente circulante será entonces proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra. Cuándo no exista humedad en la tierra, el sensor mandara un 0 al PIC, lo cual provocara que se active el sistema de riego durante unos segundos para así mantener a las plantas hidratadas

SENSOR DE TEMPERATURA: Este dispositivo no es más que un circuito que se encarga de registrar la temperatura que hay en cierto ambiente con ayuda de un transductor conocido

como LM35, cuya función es la de aumentar una corriente de salida cuando capta una temperatura elevada, este transductor tiene una forma de transistor ya que solo tiene 3 terminales, las cuales dos de ellas son para la alimentación (VCC y GND) y la tercera terminal es la que de una corriente de salida cuyo valor depende de la cantidad de temperatura que sea capaz de registrar. Transductor LM 35 el cual es útil para un sensor de temperatura Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor muy pequeño, y lo que se puede hacer es mandar ese valor a una etapa de amplificación, esto es con ayuda de amplificadores operacionales, los cuales con circuitos lineales, ya que solo tienen5 terminales (no son número par como los circuitos normales).Este componente tiene varias formas de conectarse. Después de esto, para ver al aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar unos diodos LED que a su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por cada diodo LED y a unos divisores de voltaje, para que tenga un buen funcionamiento o en su defecto se puede enviar la información al PIC para que pueda procesarla y hacer al función que el programa le ordene. Amplificador operacional básico de 5 terminales .

Al dar la corriente, el problema es que sale con un valor muy pequeño, y lo que se puede hacer es mandar ese valor a una etapa de amplificación, esto es con ayuda de amplificadores operacionales, los cuales con circuitos lineales, ya que solo tienen5 terminales (no son número par como los circuitos normales).Este componente tiene varias formas de conectarse. Después de esto, para ver al aumento o descenso de temperaturas le pueden conectar

unos diodos LED que a su vez tienen que estar conectados a otro amplificador por cada diodo LED y a unos divisores de voltaje, para que tenga un buen funcionamiento o en su defecto se puede enviar la información al PIC para que pueda procesarla y hacer al función que el programa le ordene

ELEMENTOS QUE CONFORMAN Y SON CONTROLADOS POR SENSOR SERVOMOTOR Este dispositivo tiene la capacidad de poder convertir energía eléctrica en mecánica, ya que gracias a un motor de corriente continua genera movimiento, pero esta no es su característica especial, si no que este dispositivo posee un circuito diminuto con un potenciómetro denominado circuito de control, el cual tiene la función de colocar la posición del eje del motor en un ángulo especifico, por esta razón, este dispositivo es muy usado en robots donde se requiere que el actuador sea preciso Pero también hay que reconocer que el servomotor no puede dar una vuelta completa debido a que conforme va dando el giro, el potenciómetro llega a su límite de giro y aparte dentro de la sección de engranaje uno de los engranes tiene un obstáculo que no permite al motor girar los 360grados.A continuación se muestran las partes de un servomotor: Partes internas de un servomotor La caja de engranaje de los servomotores tienen la función de un moto reductor, ya que se necesita que este tipo de motores tenga la capacidad de que pueda soportar una cantidad de peso necesario para mover objetos muy diversos como brazos, piezas mecánicas pesadas etc. Caja reductora Circuito Motor de corriente continúa

También hay que especificar que los servomotores poseen tres cables identificables por los colores que revelan su función, por lo regular son: Rojo, Amarillo y Negro, uno de ellos represéntala línea de voltaje, el cual alimenta el circuito interno, otro cable está destinado a GND del circuito, y una tercera línea es la que transporta los pulsos generados por un dispositivo denominado ppm. Estas siglas representan, modulación por amplitud de pulso. - Modulación por ancho de pulso

TRANSDUCTORES De esta lista el transductor que usaremos será del tipo térmico y resistivo, ya que en el primero (térmico) está en el sensor de temperatura, el segundo (resistivo está incluido en la plataforma dela foto celda. El transductor térmico es el dispositivo que al detectar o estar en presencia de altas temperaturas la respuesta que tiene es la de variar la corriente que pasa al alimentar el circuito interno del transductor, el componente que utilizamos (lm35) tiene tres terminales las cuales dos de ellas están dispuestas para la alimentación del circuito, y la tercera es para la señal de salida en respuesta a la temperatura.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La necesidad de un invernadero automatizado depende de varios factores, de ser un invernadero común y corriente, las necesidades son las usuales de mantener el cultivo en un entorno favorable, pero al hablar de automatización, agregamos unos aspectos más que proporcionan mayores beneficios y la posibilidad de ahorrar el tiempo que se podría tomar cuidando manualmente un cultivo. Para esto vamos a plantear el problema dividiéndolo, primeramente, a nivel global, en el cultivo y en la automatización para conocer más afondo las necesidades que deben cubrirse empleando nuestra propuesta. Planteamiento del problema

NIVEL GLOBAL. En la actualidad ya es muy notable el problema más grave que puede existir para las personas, el cual es el calentamiento global, y uno de sus principales efectos es el cambio climático, lo que provoca que en las zonas agrícolas haya una variación de las temporadas en función de la temperatura del ambiente, esto puede provocar que solo pueda existir poca producción y consecuentemente la escases. Pero este problema no se dio por sí solo, fue por la acción indirecta de las personas, ya que los automóviles (principalmente), aerosoles, gases de congelador, emanaciones de combustión, etc. Son los verdaderos causantes de los fenómenos que producen dicho mal, y que la gente usa a diario. Otro problema que nos estamos enfrentando es la sobrepoblación, lo que va a generar que las ciudades crezcan, pero si esto pasa, las grandes extensiones de áreas verdes van

a ir desapareciendo, y hay que recordar que no solo es una sola ciudad, porque al menos en México hay tres ciudades importantes, pero también hay otras muchas ciudades en vías de crecimiento y muchos poblados. NIVEL CULTIVO A veces en zonas donde hay climas que impiden el desarrollo de cultivos, se necesita de un sistema que ayude proporcionando el ambiente ideal del que requieren las plantas para lograr su buen crecimiento dentro de un medio en el que los factores externos sean algo sin importancia. Cuando se quiere sembrar en una zona poco fértil, lo más probable es que no se de la cosecha, y si hay brotes, es muy difícil que se mantengan estables hasta su maduración. Cuando se cuenta con un ambiente templado y húmedo el cultivo puede incluso crecer más rápido de lo normal y, en consecuencia, proporcionar una mejor y más abundante cosecha que si se sembrara a la intemperie en un clima desfavorecido. NIVEL AUTOMATIZACIÓN Como se ha mencionado ya, al hacer uso de un invernadero, obtenemos el beneficio de un cultivo creciendo en un entorno favorable a su desarrollo, el problema se deriva de que en algunas ocasiones no se cuenta con el tiempo necesario para atender esta instalación, ni para verificar isla plantas requieren más agua o ventilación, etc. Para estos casos, se requiere de un sistema que realice este trabajo por nosotros, garantizando también ser completamente fiable y efectivo, de manera que ahorre ese rato de atención al cultivo permitiéndonos realizar otras actividades con la confianza de que nuestro cultivo se mantendrá en buen estado gracias a la automatización que estará a cargo de ello. DESARROLLO DE LA PROPUESTA El invernadero que vamos a realizar consta de un sistema automatizado que permite: Regar el cultivo cuando se detecte, mediante un sensor de humedad, que necesitan hidratarse, esto hará que se active la bomba colocada en la torre para empezar a bombear agua a las tuberías y repartirla en las jardineras Entilar cuando, por un sensor de temperatura, se detecte que el ambiente es demasiado caluroso para el cultivo, activando un servomotor que abrirá una ventanilla superior con el fin de disminuir esta temperatura. Obtener su energía de los rayos solares desde un panel acoplado a un servomotor que mediante una señal recibida por el sensor de ondas de luz infrarroja, hará que se mueva el panel de acuerdo a la posición de donde provengan dichas ondas. Físicamente, el invernadero consta de:-Torre de agua y de panel solar-Bomba de agua-Tres jardineras-Instalación hidráulica-Ventanilla en el techo-Sensor de humedad-Sensor de temperatura-Sensor de ondas infrarrojas

COMPONENTES DE UN INVERNADERO REAL Para la estructura que sostiene a los invernaderos, se hace uso del hierro, aluminio u otros metales, ya que son muy resistentes y mantendrán la construcción firme, también para esto, en algunas ocasiones se hace uso de madera para ahorrar dinero. El hormigón como estructura de un invernadero, tiene mucha resistencia, en un principio fue usado para lugares donde nevaba, o había mucho viento. Su desventaja está en su alto costo. En cuanto a la cubierta, se usa un material que sea transparente, puede ser desde hule, acrílico o vidrio. En lugares donde el clima es cálido, con pocas lluvias y mucho viento, se utiliza una malla de alambre para sujetar la cobertura de plástico METODOLOGIA CONSTRUCCION DEL INVERNADERO INTELIGENTE Estructura General Jardineras Domo Sistema hidráulico Torre de suministro CONSTRUCCION ELECTRONICA DEL INVERNADERO INTELIGENTE Sistema de riego automático Sensor de temperatura Capitación de energía por panel solar Funcionamiento de las partes que conforman el invernadero inteligente ESTRUCUTURA GENERAL Jardineras Sistema hidráulico Torre de suministro de recursos

ESTRUCTURA GENERAL

Para la elaboración del invernadero, primero armamos la parte principal, que es la cubierta que proporcionara el espacio para las plantas. Para lograrlo, tomamos las medidas que deseábamos para tener un invernadero a escala que está basado en la combinación del tipo parral y doble capilla Primero, medimos y cortamos acrílico a modo de tener los lados para crear un espacio rectangular. Se cortó el acrílico con una navaja especial para ello, también en algunas piezas usamos una segueta. Cortamos ángulos a medida de las piezas de acrílico para así poder unirlas y tener mayor soporte en la estructura. Unimos los pedazos de acrílico con los ángulos usando silicón frio para ventanas, logrando así la estructura rectangular de la figura.

JARDINERAS

Figura 1.27 - Diseño de la estructura exterior del invernadero

Figura 1.28 - Bosquejo del invernadero desde la estructura interna.

Figura 1.29 - Aplicación de silicón a las piezas de acrílico

Figura 1.30 Estructura del invernadero terminada

Figura 1.33- Jardineras terminadas

Figura 1.32 -Acrílico después de ser pegado, ya formando la estructura deseada

Diseño de jardineras

DOMO El domo del invernadero inteligente posee una arquitectura modificada en base al domo del invernadero tipo Asimétrico: - Arquitectura del domo El cual es una estructura que posee dos lados en su domo, pero la modificación que se realizó puede poner una tercera cara al domo para instalar una ventana la cual nos diera la oportunidad de mantener una ventilación como precaución en caso de que la temperatura de que se registre dentro del invernadero sea demasiado alta para el cultivo, además en la ventana tiene una pequeña protección de hule para evitar que la parte de la ventana que se eleve golpee la demás estructura del domo.

Figura 1.35- Partes del domo Se propuso esta estructura porque se observó que con esta opción se podía tener más espacio en el interior del edificio y para una buena instalación eléctrica la cual necesita ser supervisada para su mantenimiento al igual que tubería de agua para el riego del cultivo que es vital para el mismo.

Estos son los pasos que se realizaron en su construcción: Primero se seleccionó el tipo de domo que era más conveniente Se diseña el domo de acuerdo al tamaño de la demás construcción Se selecciona el material que se utilizara para la construcción

Se comienza a cortar las piezas de acuerdo al diseño establecido Una vez teniendo las piezas se comienzan a unir para crear el domo deseado Se coloca el aditamento que evita impactos al cerrar la ventana Por ultimo de instala la ventana que tendrá función para la ventilación

Esta fotografía sea precia mejor la ventana y el servomotor, se puede ver claramente, el aditamento que evita el golpe al cerrar la ventana.

Aquí se aprecia la ventana de ventilación cuyo mecanismo de acción es un servomotor el cual será controlado por un Micro controlador En

.Esta es la vista lateral del domo se puede apreciarlas cintas blancas que personalizan nuestro trabajo

Esta es la vista frontal del domo, se puede apreciar la modificación del domo de invernadero tipo asimétrico al añadirle una tercera cara para la ventilación

SISTEMA HIDRAULICO Con este sistema hacemos llegar el agua a las plantas mediante tubos conectados a una bomba. Para realizarlo, nos basamos en las medidas de los rieles que también sirvieron de guía para colocar los tubos. Primero, marcamos en el riel los espacios que pertenecieran a las salidas del agua, donde colocaríamos unos distribuidores en T, y codos para las esquinas. Ya teniendo esto, cortamos el tubo para colocarlo por secciones según la posición de la t T y los codos, también hicimos en el invernadero una salida a modo de que pudiera pasar el tubo principal para distribuir el agua. Al tener toda la estructura de la tubería junta, la pegamos en los rieles, y sellamos las uniones del tubo para asegurar que no haya fugas de agua. El trabajo terminado queda así INSTALACION HIDRAULICA

VISTA DEL SISTEMA HIDRAULICO

Programación del Arduino Programación del invernadero automatizado con sistema de control de riego. #include #include int Ana1 = A0; LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2); int Temp = 0; int v1; int f1; int b1; int pulsador = 6; Servo servo; char Grados = 'º';

void setup(){ servo.attach(7); Serial.begin(9600); lcd.begin(16,2); pinMode(13,OUTPUT); digitalWrite(13, HIGH); }

void loop(){ Temp = analogRead(Ana1); Temp = map(Temp,0,1024,-55,150);

Serial.print("Grados: "); Serial.print(Temp); Serial.print(Grados); Serial.println("C");

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Temperatura: "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(Temp);

delay(10000); if(Temp=20) { digitalWrite(v1,HIGH); } if (digitalRead(pulsador)==HIGH) { digitalWrite() servo.write(0); delay(20000); digitalWrite(b1,HIGH); servo.write(36); delay(1300); servo.write(180); servo.write(36); servo.write(180); servo.write(36); digitalWrite(b1,LOW)

PLACAS DEL PROYECTO

FUNCIONAMIENTO DE LAS PARTES DEL INVERNADEROINTELIGENTE

ESTRUCTURA PRINCIPAL Ésta parte es esencial, ya que es lo que hace que la estructura, sea invernadero. Nos va a brindar el espacio donde colocaremos las plantas para que tengan un mejor entorno, así como el soporte para los componentes que se integran dentro; los rieles, las jardineras, el sistema hidráulico, cables de circuitería.

JARDINERAS Su función es muy sencilla, pero no por eso menos importante, son las encargadas de contener las plantas sembradas en la tierra, estas permiten que al suministrar el agua, ésta no se riegue por todo el invernadero.

SISTEMA HIDRAULICO Es el que brinda el suministro de agua en las jardineras, ayudándose de una bomba que empuja el agua desde el depósito de la torre hacia la tubería donde se dispersa en todas partes hasta salir por los distribuidores en Taira lograrlo, un Micro controlador recibe una señal desde el sensor de humedad cuando éste detecta que la tierra esta seca o poco húmeda, y cuando pasa esto, el PIC manda un 1de salida para activar la bomba y así ésta manda el agua por la tubería para cumplir con su cometido.

CONCLUSIONES Al implementar el proyecto basados en la automatización, se aprendió más acerca de la utilidad deísta en la vida diaria, desde hacer que un sistema sencillo reaccione ante ciertos estímulos, hasta el logro de contar con varios sistemas que controlen la manufactura de productos en una gran empresa. Con nuestra propuesta de INVERNADERO INTELIGENTE, se cultivó más el conocimiento y las consecuencias del calentamiento global, así como lo que podemos hacer para ayudar a no seguir propagando el mismo, centrándonos en el cuidado de un cultivo, ya que el clima es factor principal de su buen o mal desarrollo, y con un invernadero se puede dar su crecimiento favorablemente a pesar de los cambios climáticos que ocurran afuera. Así que éste proyecto es una manera de ser amigables con la naturaleza al proporcionarle un buen entorno valiéndonos de la automatización para lograrlo. Cuando efectuamos la automatización, creamos una forma más sencilla de llevar el cuidado de un cultivo, y también la seguridad de que los sistemas actúan bajo las condiciones y momento sindicados que son requeridos en la atención del plantío. Así que es una ventaja el saber que no tendremos la preocupación de que las plantas necesiten agua o ventilación, pues la automatización lo hará por nosotros. También nos dimos cuenta de la importancia que tiene el aprovechamiento de los distintos tipos de energía, pues hoy en día, una de las más importantes y usadas por el hombre es la electricidad, pero si se emplea en exceso, puede resultar costosa. Al construir el INVERNADERO INTELIGENTE, se pensó en eso, entonces se creó un sistema que toma su energía de una batería, que a su vez, es recargada por energía solar, aprovechando éste recurso natural y evitando el gasto de la electricidad. Tenemos la certeza de que nuestra propuesta es bastante útil y aplicable en las labores de agricultura, puesto que asegura la tenencia de una producción sana y fértil que podrá ser aprovechada como alimento, como plantas para jardín, o simplemente especies que se quieran cuidar en él. Además, sabemos que aplicamos la automatización de manera consciente para así lograr un beneficio a la producción de cultivos y al aprovechamiento de la energía solar

PERSPECTIVAS (TRABAJOS FUTUROS) El proyecto INVERNADERO INTELIGENTE tiene una amplia visión hacia trabajaos futuros ya que podríamos incluir nuevas herramientas que lo hagan funcionar de una manera aún más interesante. Las propuestas son: Podríamos incluir más jardineras, esto con el fin de elevar la producción del cultivo que se aloje en él. Y como consecuencia esto provocaría que la instalación hidráulica fuese más grande para abarcar la demanda de agua necesaria. Detector de plagas, esto sería sumamente útil para obtener mejoras aún más grandes en la calidad de los productos del cultivo. Un control más uniforme de la temperatura que hay dentro del invernadero, es decir colocar más sensores de temperatura en partes estratégicas dentro de la estructura y promediar los valores que arroja cada sensor, después mandar el resultado al dispositivo encargado de leer la información y accionar un extractor y un ventilador