3 formas de programar automáticamente un sistema de riego usando un microcontrolador

El riego se define como la aplicación artificial de agua a la tierra o al suelo. El proceso de riego se puede utilizar para el cultivo de cultivos agrícolas durante la duración de las precipitaciones insuficientes y para el mantenimiento de los paisajes. Un sistema de riego automático realiza el funcionamiento de un sistema sin requerir la intervención manual de personas. Todos los sistemas de riego, como goteo, aspersión y superficie, se automatizan mediante dispositivos electrónicos y sensores, como computadoras, temporizadores, sensores y otros dispositivos mecánicos.

Un sistema de riego automático hace el trabajo de manera bastante eficiente y con un impacto positivo en el lugar donde se instala. Una vez instalado en el campo agrícola, la distribución de agua a cultivos y viveros se vuelve fácil y no requiere ningún apoyo humano para realizar las operaciones constantemente. En ocasiones, el riego automático también se puede realizar mediante dispositivos mecánicos, como macetas de barro o un sistema de riego con botellas. Es muy difícil instalar sistemas de riego porque son muy caros y complejos en su diseño. Teniendo en cuenta algunos puntos básicos de apoyo de expertos, hemos implementado algunos proyectos sobre el sistema de riego automático utilizando diferentes tecnologías.

En este artículo, describimos tres tipos de sistemas de riego que funcionan automáticamente y cada sistema es un avance del anterior a medida que pasamos del primer sistema al siguiente y así sucesivamente.

1. Sistema de riego automático en la detección del contenido de humedad del suelo.

El proyecto de sistema de riego automático sobre detección de humedad del suelo es para el desarrollo de un sistema de riego que enciende o apaga bombas sumergibles mediante relés para realizar esta acción sobre la detección del contenido de humedad del suelo. La principal ventaja de utilizar este sistema de riego es reducir la interferencia humana y garantizar un buen riego.

El microcontrolador actúa como un bloque principal de todo el proyecto, y se usa una fuente de alimentación para proporcionar 5V de energía a todo el circuito usando un transformador, un circuito rectificador en puente y un regulador de voltaje. El microcontrolador 8051 está programado de tal manera que recibe la señal de entrada del material de detección que consiste en un comparador para conocer las condiciones variables de humedad en el suelo. El OP-AMP que se utiliza como comparador actúa como una interfaz entre el material de detección y el microcontrolador para transferir las condiciones de humedad del suelo, es decir, humedad, sequedad, etc.

Una vez que el microcontrolador obtiene datos del material de detección, compara los datos programados de manera que genera señales de salida y activa relés para operar la bomba sumergible. La disposición de detección se realiza mediante dos varillas metálicas rígidas que se introducen en el campo agrícola a cierta distancia. Las conexiones necesarias de estas varillas de metal están interconectadas con la unidad de control para controlar las operaciones de la bomba según el contenido de humedad del suelo.

Este sistema de riego automático se puede mejorar aún más mediante el uso de tecnología avanzada que consume energía solar de paneles solares.

2. Sistema de riego automático con energía solar

En la figura anterior, se requiere energía de la red pública para operar el sistema. Como una extensión del sistema descrito anteriormente, este sistema utiliza paneles solares para alimentar el circuito. En el campo agrícola, el uso adecuado del método de riego automático es muy importante debido a algunas deficiencias del mundo real como la escasez de agua de embalse de la tierra y la escasez de lluvias. El nivel del agua (el nivel freático) se reduce debido a la extracción continua de agua del suelo y, por lo tanto, conduce gradualmente a la escasez de agua en las áreas agrícolas, convirtiéndolas lentamente en tierras estériles.

En el sistema de riego anterior, la energía solar generada por los paneles solares se utiliza para hacer funcionar la bomba de riego. El circuito incluye sensores de humedad construidos con OP-AMP IC. El OP-AMP se utiliza como comparador. Se insertan dos cables rígidos de cobre en el suelo para saber si el suelo está húmedo o seco. Se utiliza un circuito controlador de carga para cargar las células fotovoltaicas para suministrar energía solar a todo el circuito.

Se utiliza un sensor de humedad para detectar la condición del suelo, ya sea que el suelo esté húmedo o seco, y luego las señales de entrada se envían al microcontrolador 8051, que controla todo el circuito. El microcontrolador se programa utilizando el software KEIL. Siempre que la condición del suelo sea "seca", el microcontrolador envía comandos al controlador de relé y el motor se enciende y suministra agua al campo. Y, si el suelo está mojado, el motor se apaga.

Las señales que se envían desde los sensores al microcontrolador a través de la salida del comparador operan bajo el control de un programa de software que se almacena en la ROM del microcontrolador. La pantalla LCD muestra el estado de la bomba (activada o desactivada) interconectada con el microcontrolador.

Este sistema de riego automático se puede mejorar aún más mediante el uso de tecnología GSM para controlar la operación de conmutación del motor.

3. Sistema de riego automático basado en GSM

Hoy en día, los agricultores están luchando duro en los campos agrícolas las 24 horas del día, realizan sus trabajos de campo en la sección de la mañana y riegan sus tierras en la noche con intervalos intermitentes. La tarea de regar los campos se vuelve bastante difícil para los agricultores debido a la falta de regularidad en su trabajo y la negligencia de su parte, ya que a veces encienden el motor y luego se olvidan de apagarlo, lo que puede provocar un desperdicio de agua. Asimismo, incluso se olvidan de encender el sistema de riego, lo que nuevamente provoca daños en los cultivos. Para superar este problema, hemos implementado una nueva técnica utilizando la tecnología GSM, que se explica a continuación.

El Sistema de riego automático basado en GSM es un proyecto en el que obtenemos el estado de actualización de la operación realizada en los campos agrícolas a través de SMS utilizando un módem GSM. También podemos agregar otros sistemas como pantallas LCD, cámaras web y otros dispositivos inteligentes controlados. En este proyecto, estamos utilizando LED con fines de indicación.

En este proyecto, estamos utilizando un sensor de humedad del suelo que se utiliza para detectar el nivel de humedad en el - para saber si está seco o húmedo. El sensor de humedad está interconectado con el microcontrolador. Las señales de datos de entrada del sensor de humedad se envían al microcontrolador y, en función de esto, activa el motor de CC y enciende el motor mediante un controlador de motor. Una vez que el piso esté mojado, el motor se apagará automáticamente. La condición de los campos agrícolas puede ser conocido por la indicación del diodo emisor de luz (LED) o por el mensaje enviado al módem GSM colocado en el campo. Simultáneamente, es posible enviar mensajes a través de un teléfono móvil a un kit a través del módem GSM. Así, el motor de riego puede controlarse mediante un teléfono móvil y un módem GSM.

Estos son los tres sistemas de riego que utilizan diferentes tecnologías, que son útiles para las personas que trabajan duro en los campos agrícolas.