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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2007.tde-19032007-160549
Documento
Autor
Nome completo
Tadeu Miranda de Queiroz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2007
Orientador
Banca examinadora
Botrel, Tarlei Arriel (Presidente)
Gomes, Tamara Maria
Miranda, Jarbas Honorio de
Moraes, Sergio Oliveira
Reis, Boaventura Freire dos
Título em português
Desenvolvimento de um sistema automático para irrigação de precisão em pivô central
Palavras-chave em português
Automação
Eletrônica
Irrigação-manejo
Softwares
Resumo em português
Com o objetivo de desenvolver um sistema de automação de modo a propiciar a irrigação de precisão em equipamentos do tipo pivô central, foram construídos "softwares" e "hardwares" na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo - ESALQ/USP, pertencente ao campus de Piracicaba. O presente projeto foi feito em duas etapas, sendo a primeira realizada em Piracicaba, SP, onde o sistema foi desenvolvido, construído e testado e a última em Barra do Bugres, MT, onde se realizou um experimento em laboratório para averiguar o seu funcionamento. As avaliações foram feitas em laboratório, exceto o teste de alcance dos rádios. Foi construído um aparato para simular o funcionamento de um pivô central. No desenvolvimento deste projeto foram utilizados módulos de rádio freqüência de 315 MHz e 433,9 MHz, microcontroladores Basic Step, displays de cristal líquido, circuitos integrados, componentes eletrônicos discretos, conectores, cabos e fios, material e ferramentas para confecção artesanal de placas de circuito impresso e um microcomputador. Ao longo de todo o trabalho foram desenvolvidos 12 circuitos ("hardwares") sendo 10 para a "interface" com o computador e 2 para acionamento e transmissão dos dados dos tensiômetros. Todos os circuitos foram testados individualmente e em conjunto. Ao final os 10 circuitos de "interface" com o computador foram agrupados em uma única placa de circuito impresso, a qual foi utilizada nas simulações feitas em Barra do Bugres, MT. Os aplicativos ("softwares") desenvolvidos foram 6, sendo três para o computador e três para os microcontroladores utilizados. Para o desenvolvimento dos aplicativos computacionais utilizou-se a linguagem Delphi 3 da Borland, já os aplicativos para o Basic Step foram desenvolvidos em linguagem TBasic. Não se detectou falhas nos aplicativos desenvolvidos para os microcontroladores. O aplicativo desenvolvido para o computador foi denominado PivoRF e apresenta três versões: usuário, administrador e monitoramento. A versão usuário é a mais robusta e de aplicação direta no campo. A versão administrador tem a única função de gerar arquivos de dados para a alimentação da versão usuario, já a versão monitoramento serve para monitorar continuamente um determinado setor de irrigação, tendo aplicação mais voltada para a pesquisa. Testes foram realizados para avaliar a alcance dos rádios, a eficiência de transmissão de dados e a capacidade de controle do pivô central. Os resultados obtidos revelaram que os módulos de rádio freqüência utilizados apresenta curto alcance, não sendo estes, indicados para uma aplicação real em sistemas pivô central. Quando avaliado a distâncias inferiores a 50 metros o sistema se mostrou eficiente para transmissão de dados, não apresentando falhas. A versão usuário foi testada exaustivamente, mostrando funcionamento adequado nos mais de 300 testes realizados. Com base nos resultados obtidos conclui-se que, a tecnologia desenvolvida tem grande potencial para aplicação prática, facilitando o manejo da irrigação. Entretanto, é necessário a utilização de módulos de rádio freqüência com alcance maior do que os que foram utilizados, o que atualmente se encontram facilmente disponíveis no mercado.
Título em inglês
Development of an automatic system for precision irrigation with center pivot
Palavras-chave em inglês
Automation
Eletronic
Irrigation-manegement
Softwares
Resumo em inglês
In order to developed an automation system so as to provide precision irrigation through center pivot equipment, softwares and hardwares were built at the Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", University of Sao Paulo – ESALQ/USP, within the Piracicaba campus. This project was carried out in two stages, the one performed in Piracicaba, state of Sao Paulo, in which the system was developed, built and tested, and the second one in Barra do Bugres, state of Mato Grosso (MT), in which a laboratory experiment was performed to verify the operation. The evaluations were carried out in laboratory, except the radio range test. An apparatus to simulate a center pivot operation was built. Along the experiment, one used radio-frequency operating on 315 MHz and 433.9 MHz, liquid crystal displays, integrated circuits, discrete electronic components, connectors, cables and wires, material and tools for handmade printed circuit boards and a microcomputer. Along the entire work 12 circuits (hardwares) were developed, with 10 for computer interface and 2 to drive and transmit the tensiometer data. All circuits were tested both individually and grouped. At the end, all 10 computer interface circuits were grouped into a single printed circuit board, which was used in simulations in Barra do Bugres, MT. Six softwares were developed, three of which for the computer and three for the microcontrollers used. For computer software development one used Borland?s Delphi 3, while the Basic Step softwares were developed in TBasic. No failures were detected in any of the softwares developed for the microcontrollers. The software developed for the computer was named PivoRF and presents three versions: user, administrator and monitoring. The user version is the more robust and destined for direct field application. The administrator version has the sole function of generating data files for the administrator version input; as for the monitoring version, it continually monitors a given irrigation section, and its application is more suitable for research. Tests were carried out to evaluate radio range, data transmission efficiency and center pivot control capacity. The results revealed that the radio-frequency moduli have short range and are not suited for real application in center pivot systems. Evaluated at below 50-meter distances the system proved to be efficient for data transmission with no failures. The user version was exhaustively tested, and operated adequately in over 300 tests. Based on the results, one verifies that the technology developed has a great potential for practical use, thus making irrigation management easier. However, radio-frequency moduli with higher range than those used are required, and those can be easily found in the market today.
 
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TadeuQueiroz.pdf (1.99 Mbytes)
Data de Publicação
2007-04-18
 
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