Diseño de un prototipo de riego automatizado para pequeños huertos agroecológicos utilizando arduino en zonas desérticas urbanas de Lima

Abstract

Éste trabajo busca la complementariedad entre tecnología y agricultura, para lograr mejora en la distribución del agua, dosificación según necesidades de los cultivos, selección de materiales idóneos, integración de tecnología barata y sencilla en cuanto a hardware, códigos y ejecución y ser atractiva para su masificación. Para esto se realizó un prototipo automatizado de sistema de riego para huertos aplicando principios agroecológicos para su selección, diversificación, distribución y cuidado; realizando estudios de clima, suelo y agua obteniendo los potenciales cultivos. Luego se realizó el diseño agronómico e hidráulico hallando las necesidades hídricas del cultivo y el dimensionamiento de materiales a instalar. Después se planteó su automatización mediante un microcontrolador Arduino conectándolo con sensores y actuadores, controlando parámetros de humedad de suelo, flujo de agua, niveles de agua, aperturas y cierres de válvulas y bomba. En cuanto a los datos arrojados por los sensores de suelo y flujo, fueron validados a través de su calibración. Para la conexión entre el microcontrolador, los sensores y actuadores se desarrolló la programación del código en el IDE del software Arduino, donde se añadieron librerías, funciones y variables para su automatización. Iniciando la programación, tomando lecturas del sensor de humedad de suelo para las cuatro áreas, donde si el porcentaje de lectura es menor al 50% se abrirá la electroválvula del área leída, dejando pasar el flujo de agua y si es mayor o igual al 50% se cerrará la electroválvula; para el caso que todas las áreas tengan una lectura del sensor de humedad mayor al 50% éste emitirá una señal al Arduino que apagará la bomba y cerrará las electroválvulas. Por último, se habilitó los encendidos, automatizado con App ArduinoDroid y manual del sistema de riego, para el caso de fallo en la placa Arduino o dificultad en el uso de la automatización.

This work seeks the complementarity between technology and agriculture, to achieve improvement in the distribution of water, dosage according to the needs of the crops, selection of suitable materials, integration of cheap and simple technology in terms of hardware, codes and execution and to be attractive for its use. massification. For this, an automated prototype of an irrigation system for orchards was made applying agroecological principles for their selection, diversification, distribution and care; conducting studies of climate, soil and water obtaining potential crops. Then the agronomic and hydraulic design was carried out, finding the water needs of the crop and the sizing of materials to be installed. Afterwards, its automation was proposed by means of an Arduino microcontroller connecting it with sensors and actuators, controlling parameters of soil humidity, water flow, water levels, opening and closing of valves and pump. Regarding the data provided by the soil and flow sensors, they were validated through their calibration. For the connection between the microcontroller, the sensors and actuators, the programming of the code was developed in the IDE of the Arduino software, where libraries, functions and variables were added for its automation. Starting the programming, taking readings from the soil moisture sensor for the four areas, where if the reading percentage is less than 50% the solenoid valve of the area read will open, allowing the flow of water to pass and if it is greater than or equal to 50 % the solenoid valve will close; In the event that all areas have a humidity sensor reading greater than 50%, it will issue a signal to the Arduino that will turn off the pump and close the solenoid valves. Finally, the ignitions were enabled, automated with the ArduinoDroid App and manual of the irrigation system, in case of failure in the Arduino board or difficulty in using the automation.