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Título: Desenvolvimento de sensores microcontrolados para avaliação da umidade e temperatura do solo
Título(s) alternativo(s): Development of micro-controlled sensors for soil moisture and temperature evaluation
Autor(es): Schettert, Patrik Bedin
Orientador(es): Bertotti, Fabio Luiz
Palavras-chave: Agricultura de precisão
Detectores
Física do solo
Precision farming
Detectors
Soil Physics
Data do documento: 2-Jul-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: SCHETTERT, Patrik Bedin. Desenvolvimento de sensores microcontrolados para avaliação da umidade e temperatura do solo. 2018. 73 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
Resumo: A agricultura de precisão é um conceito emergente que tem como objetivo principal otimizar o gerenciamento de atividades agrícolas mediante a observação, medição e resposta às variações temporais e espaciais da plantação, por meio da implementação de tecnologias no campo como geolocalização, sensoriamento e controle. Nesse sentido este trabalho se propôs a desenvolver um sistema de medição de umidade do solo composto por três etapas: sensores inteligentes de umidade do solo, unidade concentradora e unidade de monitoramento. Esse sistema tem por objetivo auxiliar no monitoramento de propriedades rurais e na gestão segmentada de recursos hídricos. Os sensores de umidade do solo são formados por um circuito analógico, duas sondas e um sensor de temperatura. É empregado o método capacitivo de medição, no qual a umidade do solo é obtida a partir da constante dielétrica e da capacitância da matriz eletrodos-solo. O sensor desenvolvido apresentou erro menor do que 3%, com coeficiente de correlação de 0,9785. A unidade concentradora permite a conexão de múltiplos sensores e tem por função agrupar os dados referentes a umidade e temperatura de cada um. A unidade de monitoramento visa possibilitar o monitoramento remoto da unidade concentradora a partir da implementação de um enlace de comunicação sem fio de longa distância, eliminando a necessidade de acesso físico para obtenção dos dados. Nos testes do enlace foi possível alcançar uma distância de 2,41 km em região urbana e 5,39 km em região rural.
Abstract: Precision agriculture is an emerging concept whose main objective is to optimize the management of agricultural activities by observing, measuring and responding to the temporal and spatial variations of the crops, through the implementation of technologies in the field such as geolocation, sensing and control. In this sense, this study aimed to develop a soil moisture measurement system composed of three steps: smart soil moisture sensors, concentrator unit and monitoring unit. This system aims to assist in the monitoring of rural properties and the segmented management of water resources. The soil moisture sensors consist of an analog circuit, two probes and a temperature sensor. The capacitive method of measurement is applied, in which soil moisture is obtained from the dielectric constant and the capacitance of the electrode-soil matrix. The developed sensor presented error less than 3%, with correlation coefficient of 0.9785. The concentrator unit allows the connection of multiple sensors and has the function of grouping the data referring to the humidity and temperature of each one. The monitoring unit aims to enable remote monitoring of the concentrator unit by the implementation of a long-distance wireless communication link, eliminating the need of physical access to obtain the data. Link tests were performed with a max distance of 2.41 km in an urban region and 5.39 km in a rural region.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14599
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