Publicada em

28/08/2015

José De Alencar Kandalski

153 – Desenvolvimento de uma estação meteorológica com comunicação via rádio, alimentação por módulos fotovoltaicos e sistema de eficiência energética visando baixo consumo

Resumo

A importância do monitoramento das condições climáticas no meio agrícola é clara quando vemos a necessidade dos pequenos e médios produtores de ter acesso a dados climatológicos de suas propriedades para tomada de decisões que acarretam em perdas ou que podem resultar em ganhos, ou evitar prejuízos. Um exemplo é o uso de defensivos agrícolas. Os produtores que não possuem o sistema de monitoramento de condições climáticas e efetuam a aplicação dos fungicidas mesmo quando a(s) chuva(s) não chegaram ao valor pluviométrico onde é recomendada a aplicação, ocasionando um gasto desnecessário pela falta de informação. Outro exemplo é a probabilidade de geadas na fruticultura, que pode ocasionar uma perda significativa na produção, quando a geada não é monitorada e o produtor não sabe se deve ligar aspersores de água, ou pode ocorrer de se estar desperdiçando este recurso. Além disto a estação pode emitir um alerta emergencial onde o produtor sabe que está suscetível a uma condição adversa, tendo tempo hábil para uma tomada de decisão. Contudo esta realidade está distante dos pequenos produtores devido ao custo das estações meteorológicas, disponíveis no mercado. Sendo assim, este projeto buscou atender esta lacuna de mercado, possibilitando aos pequenos agricultores uma oportunidade para monitorar as condições climáticas em suas propriedades rurais. O presente trabalho mostra o desenvolvimento de uma estação meteorológica que pode ser utilizada por pequenos e médios produtores rurais, instalada em locais remotos com comunicação via rádio, abastecida por baterias, e que utiliza módulos fotovoltaicos para a recarga das mesmas. A estação conta com sensores para diversas grandezas físicas. As inovações no projeto são o algoritmo utilizado no controle do circuito eletrônico e algoritmos de interpretação dos dados meteorológicos. Este circuito foi desenvolvido visando o baixo consumo de energia para proporcionar um equipamento de alta eficiência energética, reduzindo a necessidade de recarga das baterias, sendo este um sistema estável mesmo quando o mesmo é submetido a regiões onde possa passar um mês nublado sem uma recarga. O método de desenvolvimento do projeto foi validado em ambiente industrial, para solução de outras necessidades que se assemelhavam às da estação meteorológica. Partindo do princípio da similaridade dos desenvolvimentos o método foi testado e os resultados obtidos foram satisfatórios, o que comprovou a eficiência do método estudado. Também foram positivos os resultados obtidos do protótipo da estação meteorológica onde a mesma mostrou eficiência ao captar os dados necessários para a tomada de decisão dos agricultores e os disponibiliza em uma interface de fácil acesso. O protótipo já pode ser utilizado para alertas de temperatura mínima para prever os riscos de geadas, como também para determinar a hora correta de ligação de sistemas de irrigação devido ao monitoramento de umidade do solo.

Abstract

The importance of monitoring the weather conditions in the farmed environment is clear when we see the need of small and medium producers have access to climatological data of its properties to make decisions that cause losses or which may result in gains or avoid losses. One example is the use of pesticides. Producers who do not have the monitoring of climate system and perform the application of fungicides even when (s) rain (s) did not reach the precipitation amount where the application is recommended, causing an unnecessary expense for the lack of information. Another example is the probability of frost in fruit, which can cause a significant loss in production, when the frost is not monitored and the producer does not know whether to turn on water sprinklers, or it may occur to be wasting this resource. In addition the station can issue an emergency alert where the producer knows it is susceptible to an adverse condition, having time for decision making. Yet this reality is far from small producers because of the cost of weather stations, available. Thus, this project sought to address this market gap, enabling small farmers an opportunity to monitor the climatic conditions in their farms. This work shows the development of a weather station that can be used by small and medium farmers, installed in remote locations with radio communication, fueled by batteries, and uses photovoltaic modules to recharge them. The station has sensors for various physical quantities. Innovations in the project are the algorithm used for controlling electronic circuit and interpretation of meteorological data algorithms. This circuit was developed to the low power consumption to provide energy-efficient equipment, reducing the need to recharge the batteries, which is a stable system even when it is subjected to regions where they can spend a month cloudy without a recharge. The project development method was validated in an industrial environment, to solve other needs that were similar to the weather station. Assuming similarity developments of the method was tested and the results obtained were satisfactory, which proved the effectiveness of the studied method. Also positive were the results of the prototype of the weather station where it showed efficiency to capture the data needed for decision-making of farmers and makes them available in an easily accessible interface. The prototype can already be used for minimum temperature alerts to predict the risk of frosts, as well as to determine the correct time connection of irrigation systems due to soil moisture monitoring.

Data da defesa: 28/08/2015

Banca Examinadora

Orientador(a): Vóldi Costa Zambenedetti (Lactec)
Membro da Banca: Guilherme Cunha da Silva (Lactec)
Membro da Banca: James Alexandre Baraniuk (PUC/PR)

Palavra(s)-Chave: meteorologia, agricultura em pequenas e médias propriedades; estação remota, baixo consumo.

Keywords: meteorology, agriculture small and medium farms; remote station, low consumption.

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