Automatización del riego con base en dispositivos móviles

Abstract

El riego proporciona a la planta el agua imprescindible para su crecimiento y desarrollo. Para garantizar el riego adecuado, pero aprovechando al máximo los caudales de agua disponibles, se pueden utilizar sistemas de riego con programación de control automático, para asegurar el suministro cuando y en la cantidad que la planta necesite, para evitar el desperdicio de agua. Se trata de sistemas que activan el riego espontáneamente, en función de la valoración continua de uno o varios parámetros o variables de control. Este trabajo presenta un prototipo para automatizar el riego en una zona con distintos cultivos, donde cada uno de ellos recibe la cantidad de agua necesaria en el momento que se requiera para un óptimo crecimiento. El prototipo consiste en una integración de tres tecnologías, computación, comunicaciones y electrónica. El área de influencia es una zona geográfica con condiciones meteorológicas similares, dado que el sistema usa las variables meteorológicas temperatura del aire, humedad relativa, velocidad del viento, precipitación y radiación global. También se le proporciona la información del suelo (porcentaje contenido de arena, arcilla, materia orgánica y densidad aparente): y de los cultivos (tipo, duración, funciones de crecimiento radicular y Kc). Con esta información se elabora un balance hídrico, el cual resulta en la decisión de regar o no alguno de los cultivos. Cuando, como resultado de la función de abatimiento del agua en el suelo en conjunción con el balance hídrico, se determina que se debe regar, el software envía señales digitales de salida por el puerto serial RS232 de una computadora hacia un dispositivo electrónico, para accionar los dispositivos físicos de riego y complementarios (v.gr. electroválvulas, ventiladores, lámparas.) Se integró un subsistema de comunicación bidireccional PC-Modem GSM-Celular que permite encender/apagar un dispositivo mediante comandos remotos desde un teléfono celular, como también el envío de alarmas y avisos que indican el estado actual del sistema por medio de mensajes de texto vía celular y correos electrónicos. El sistema de automatización se diseñó en módulos, lo que permite que se adapte a diversas aplicaciones que sean susceptibles de automatización y control. Se describen los dispositivos y programas que componen el sistema, y las entradas, salidas y proceso que controlan el riego automatizado. _______________ ABSTRACT: Irrigation is vital for the plants growth and development. To ensure adequate irrigation, but contemplating the most efficient use of available water, an automated irrigation system can be used. It consists of a programmed automatic control which will furnish the plant with the necessary quantity of water, at the appropriate times, so that the waste of water is minimized. A system will spontaneously activate the irrigation devices as a function of the continuous stream of information regarding one or more control parameters or variables. This work presents a prototype to automatize the irrigation at a zone with several cultivations, where each one of them receives the quantity of necessary water the moment that it take to an optimal growth. The prototype consists in an integration of three technologies, computation, communications and electronics. Since the system uses prevailing meteorological variables, including temperature, relative humidity, wind velocity, precipitation and global radiation, the area of influence must be a geographic zone with similar climate conditions. Other variables used by the model are information about soils (percentages of sand, clay, organic materials content, and the apparent density) as well as information about the crops, consisting in type, duration, functions of root growth and Kc.) A hydric balance computed with all this information will result in the decision to water or not some of the crops. Whenever the result of the water abatement in the ground, in conjunction with the hydric balance, determines that water should be provided, the software sends a digital signal via a computer’s RS232 serial port to an electronic device, to activate the suitable physical irrigation devices (e.g. solenoid valves, fans and lamps.) A bidirectional communication system from a PC-Modem to a GSM-cell phone can turn a device on or off, through remote commands sent from a cell phone, as well as text messages or emails conveying an alarm or notice describing the current state of the system. The system was designed in modules, so that it may be applied to different situations which involve automatization and control. The devices and programs, as well as inputs and outputs of the system, are described in detail.