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SISTEMA INTELIGENTE DE RIEGO POR GOTEO

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by

Fabio Bustamante Herrera

on 3 December 2015

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Transcript of SISTEMA INTELIGENTE DE RIEGO POR GOTEO

Alcances y Límites
El presente proyecto está diseñado para realizarse en las gestiones I y II del presente año, a desarrollarse dentro de las instalaciones de AGRECOS, ubicado en Tiquipaya – Cochabamba.

El proyecto estará limitado a su implementación, creando un prototipo escalable y adaptable a cualquier tipo de cultivo.

Teniendo en cuenta las variables analizadas, se procesarán los datos en tiempo real y se obtendrá un sistema de riego capaz de analizar y procesar un salida de acuerdo a cualquier cambio que pueda existir en el entorno.

Objetivo general y específicos
Desarrollar un sistema automático de riego por goteo alimentado por energía solar para aprovechar de mejor manera el agua y permitir el crecimiento adecuado de las plantas.
Justificación
Este es un proyecto diseñado para tener un impacto ambiental mínimo.

La implementación de este proyecto ayudara a AGRECOS a educar y socializar este tipo de sistema de riego desplazando los sistemas de riego tradicionales.

Tecnológicamente es un gran avance, ya que fusiona los conocimientos de la ingeniería mecatrónica y la agronomía.
DESARROLLO DE UN SISTEMA MECATRONICO DE RIEGO POR GOTEO ALIMENTADO POR ENERGÍA SOLAR.
Fabio Victor Bustamante Herrera
Desarrollar el sistema de control automático del sistema de riego.
Desarrollar el sistema eléctrico del sistema de riego.
Diseñar del sistema de riego por goteo.
Desarrollar el sistema de alimentación solar/fotovoltaica.
Integrar los sistemas planteados anteriormente.
Gracias por su atención...
Conclusiones
Recomendaciones
Marco teórico.
Sistema de control automático del sistema de riego.
Sistema automático de control
Variables del sistema

Entradas y salidas

Perturbación

Tipos de control automático
ON / OFF

PID
Programación del sistema de control
PYTHON
Simulación del sistema.
ISIS PROTEUS
Desarrollar el sistema de control automático del sistema de riego.
Desarrollar el sistema eléctrico
del sistema de riego.
Diseñar el sistema de riego por goteo.
Desarrollar el sistema de alimentación solar/fotovoltaica.
Ingeniería del proyecto
AGRECOS
No es posible un riego homogéneo

Escenario perfecto para la proliferación las enfermedades y hongos
Generalidades
AGRECOS
Provoca humedad por largos periodos de tiempo
En consecuencia:
- Crecen otras especies vegetales
- Brotan enfermedades
El Plan Estratégico de Desarrollo Cochabamba 2013-2017
Formulación del problema
¿Cómo se puede automatizar el proceso de riego permitiendo aprovechar eficientemente el uso del agua e integrar el uso de energía solar para optimizar el crecimiento de las plantas en la granja?
Situación problemica
Sistema eléctrico
del sistema de riego.
Sensores
Tipos de sensores

Criterios de selección de sensores
Actuadores
Tipos de actuadores

Criterios de selección de actuadores
Diseño PCB
ISIS / PROTEUS y FRITZING
Sistema de riego por goteo.
Partes del sistema de riego por goteo
Mecánica de fluidos
Fuente de presión

Línea de presión

Cabezal de riego

Porta regantes

Emisores
Teorema de Bernoulli

Pérdidas primarias, pérdidas secundarias

Criterio de pérdida de carga admisible para el dimensionamiento de las tuberías
Ecuación de continuidad

Ecuación de Bernoulli
Sistema de alimentación solar/fotovoltaica.
Analizar la incidencia de la luz del sol
Partes de un sistema de generación de energía solar
Panel fotovoltaico

Regulador de carga

Baterías solares
Diseño del sistema de generación de energía fotovoltaica
Cálculo energético

Cálculo del generador fotovoltaico

Cálculo del regulador de carga

Cálculo de la batería
Instalación de los elementos de acuerdo a sus cuidados especiales
Desarrollo del sistema de control
Desarrollo del sistema eléctrico
Dimensionamiento del sistema de riego
Dimensionamiento del sistema de energia solar /fotovoltaica
Integración de los sistemas
Diseño agronómico
Necesidades hidricas de la planta
Datos meterológicos:
temp. max. media
temp. min. media
Humedad relativa

ABRO: Evapotranspiración de referencia

Precipitación efectiva
Necesidades netas de riego
Necesidades brutas de riego
Uniformidad de diseño
Variación de carga permisible
Dimensionamiento:
lateral
múltiple
principal
Diseño hidráulico
Temperatura ambiente

Anáslisis de las variables
Humedad del suelo
Evitar la temperatura de congelación del agua y la evapotranspiración excesiva.
Diseño del sistema de control
Estado del clima
Existe lluvia durante el día o durate el proceso de riego.
Selección de sensores
• Facilidad de adquisición del sensor.
• Precio.
• Función.
YL-69
am2301
YL-83
Selección de actuadores
• Facilidad de adquisición del actuador.
• Precio.
• Arquitectura de control.
IRRITROL 2400MT
Circuitos de control
Circ. control AC
Placa módulo adruino
Circ. control DC
Datos de radiación
Mapa de radiación para el peor mes
Dimensionamiento sistema fotovoltaico
Cálculo energético:
Cálculo del generador:
Dimensionado del cableado
Número de paneles en serie y en paralelo.
Cálculo de la batería:
Capacidad de la batería en funcion a los días de autonomía
Cálculo del regulador:

Corriente de operación del regulador a la batería.
Dimensionado del inversor:
Criterio: "No mucho mayor a la potencia de consumo en AC"
Sistema de riego implementado correctamente, las tuberías generan un error muy pequeño, también se debe al tamaño de la parcela.
Sistema fotovoltaico inicialmente no presentaba una etapa de inversión.
Sistema eléctrico presentó problemas con los sensores de humedad del suelo, la incompatibilidad de librerias con los optoacopladores en ISIS/PROTEUS obligó a mudar a FRITZING para la generación de los cicuitos impresos.
Sistema de control tuvo un avance evolutivo donde se probaron las partes del sistema por separado, también se presentaron problemas al guardar los datos en la tarjeta de memoria, lo cual fue solucionado con la implementación de la base de datos.
La integración de los sistemas fue realizada con éxito después de revisar el manual del regulador/ inversor, y de los cuidados especiales que debe tener cada sistema.
Se recomienda realizar un dimensionamiento con una autonoía de por lomenos tres dias.

El uso de sensores especializados haran que el sistema funcione de una mejor manera.
Sistema de control automático del sistema de riego.
Sistema automático de control
Variables del sistema

Entradas y salidas

Perturbación

Tipos de control automático
ON / OFF

PID
Programación del sistema de control
PYTHON
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