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8/17/2019 Texto Sobre Utilizacao de Sensores Na Agricultura
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UTILIZAÇÃO DE SOFTWARES E SENSORESELETRÔNICOS NA AGRICULTURA1
Vilson Antonio Klein2
Into!"#$o
A aplicação da informática no nosso meio é cada vez maior e, nesse contexto, a
utilização de equipamentos com algum dispositivo eletrônico acoplado a um processador é uma
realidade crescente. Na agricultura essa situação também não é diferente, principalmente na área
da engenaria agr!cola, onde é crescente a utilização de sensores e dispositivos de armazenagem
ou de tomadas de decisão.
Siste%& !e &'"isi#$o !e !&!os
Abaixo está apresentado um diagrama esquemático dos diversos componentes de um
sistema de aquisição de dados, desde o sensor até o registrados com o sinal de sa!da.
"igura # $ %iagrama esquemático de um sistema de aquisição de dados.
# %isciplina de &nformática Aplicada ' Agronomia $ "aculdade de Agronomia e (edicina )eterinária da
*niversidade de +asso "undo $ +asso "undo $ -
/ng.0Agr. %r. +rofessor 1itular da "aculdade de Agronomia e (edicina )eterinária da *+". 2aixa +ostal 3##,+asso "undo $ - 4455#0465. email7 va8lein9upf.tce.br
#
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Na figura está apresentado um esquema mais simplificado dos componentes de um
sistema de aquisição de dados.
"igura 0 /squema ilustrativo de um esquema de aquisição de dados de uma estaçãometeorol:gica
; que os sensores emitem para a central de processamento são sinais eletrônicos
que precisam ser decodificados e interpretados. /sse processador deverá ter um soft
SENSORES A(LICADOS ) AGRONO*IA
Apresentaremos a seguir alguns exemplos de sensores que podem ser utilizados na
Agronomia, infelizmente o custo desses sensores ainda é bastante elevado, limitando a sua
utilização principalmente as pesquisas.
1odo a tecnologia tem alto custo no in!cio, ap:s adotada fica mais acess!vel .
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AQUISIÇÃO DE DADOS COMPUTADOR:Ex: Estação mto!o"#$%&a
ENTRADA (ROCESSA*ENTO SA+DA
-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e armazenamentodos resultados.
esultados podemser enviados ougravados
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AQUISIÇÃO DE DADOS COMPUTADOR:Ex: Estação mto!o"#$%&a
ENTRADA (ROCESSA*ENTO SA+DA
-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e armazenamentodos resultados.
esultados podemser enviados ougravados
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SENSOR DE CRESCI*ENTO DE FRUTO
Na figura ?, está apresentado um sensor de crescimento de frutos, nesse caso de uma
maça. ; gráfico mostra que estava avendo um crescimento cont!nuo do fruto até os dias @@ e@3 quando essa taxa de crescimento foi menor ou não ocorreu, indicando que algum problema
está afetado o pleno desenvolvimento do fruto.
No dia @6 foi realizada uma irrigação e a taxa de crescimento do fruto voltou aos n!veis
anteriores, indicando que o que estava ocorrendo era falta de água.
2om sensores dessa natureza é poss!vel resolver os problemas rapidamente antes que
esses afetem a produção.
"igura ? $ -ensor de crescimento de fruto, com gráfico de crescimento.
?
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ESTAÇÃO *ETEOROL,GICA CO*(UTADORIZADA
; monitoramento das condiçes ambientais assume cada vez maior importBncia na
agricultura. 2ondiçes adequadas para aplicação de defensivos agr!colas =umidade relativa do ar
e incidCncia de ventos> !ndices e n!veis de precipitação, radiação solar, temperatura são alguns
dos parBmetros que a estação meteorol:gica abaixo monitora.
/ssas estaçes portáteis podem ser instaladas no campo e os seus dados transmitidos por
ondas de rádio ou telefone celular como esta apresentado na figura @, isso evita a necessidade de
verificaçes ou leituras peri:dicas.
Na realidade essas estaçes são um conDunto de sensores com um %ata Eogger, receptor e
armazenador de dados, como será visto mais adiante.
"igura F $ /stação meteorol:gica
F
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"igura @ $ /stação (eteorol:gica Automática, com transmissão de dados por telefone celular
@
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SENSORES (ARA DETER*INAÇÃO DA U*IDADE DO SOLO
(;N&1;A(/N1; %A 1/N-G; %A HI*A N; -;E; +; -/N-;/- /E/1JN&2;-
A determinação da umidade do solo assume importBncia cada vez maior na agricultura, principalmente em sistemas irrigados. ; controle adequado da água a ser aplicada é uma
exigCncia em virtude da escassez desse recurso, além de proporcionar um potencial de todos os
outros fatores envolvidos na produção agr!cola.
"igura 3 $ -ensor eletrônico de umidade do solo =Katermar8>
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"igura 6 $ Iráfico dos resultados obtidos com um sensor eletrônico instalado em duas profundidades antes e ap:s a irrigação
"igura L $ 1ensiômetro equipado com transductor de tensão para determinar o potencial de águano solo.
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"igura 4 $ 1ensiômetros e sensores eletrônicos instalados em uma caixa com solo e acopladosem um %ata Eogger, para coleta de dados e aferição dos mesmos.
"igura #5 $ (odelo de um %ata Eogger, microcomputador para coleta, armazenagem etransmissão dos dados.
Na figura #5, está apresentado um modelo de um %ata Eogger, muito utilizado em
pesquisas, ao qual são acoplados sensores, sendo que esse armazena os dados que ap:s são
transferidos para uma mem:ria ou diretamente para um computador.
L
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SENSORES DE TE*(ERATURA
;s sensores de temperatura são normalmente de termopares que basicamente consistem
de fios que são afetados pela temperatura e com isso gera uma diferença de potencial que pode
ser medida pelo %ata Eogger ou por um mult!metro.
(RECISÃO E E-ATIDÃO DOS SENSORES
Mualquer informação seDa via teclado de um computador, bem como, via sinais eletrônicos
de um sensor precisam ser efetivamente verdadeiras e corretas. Nesse sentido, se o sensor
não estiver medindo corretamente todas as informaçes ou comandos gerados pelo processador serão incorretas.
+rimeiramente precisamos entender o conceito de precisão e exatidão, para isso o
esquema abaixo é muito interessante e aDuda nessa compreensão.
Fi."& 11 / A0i%& est$o os es"lt&!os !e 1 tios !is&&!os o 3 i4les
+odemos descrever cada arma da seguinte maneira7
Arma A -em tendCncia, baixa precisão e pouco exataArma O 2om tendCncia, baixa precisão e pouco exataArma 2 -em tendCncia, boa precisão e muito exataArma % 2om tendCncia, alta precisão e pouco exata
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CALI5RAÇÃO DO SENSOR
+ara se ter certeza de que aquilo que o sensor está medindo é o que está acontecendo é
necessária ' calibração ou aferição do sensor. /ssa calibração precisa ser feita avaliando os
resultados =sinais> que o sensor emite em relação ao fenômeno que se deseDa avaliar o que vai
proporcionar a confecção de curvas e equaçes de aDuste. P imprescind!vel que em intervalos de
? a F anos os sensores seDam aferidos, caso contrário a confiabilidade dos resultados está
seriamente comprometida.
y = 2E-05x3 - 0,0108x
2 + 1,7526x - 15,593
R
2
= 0,9919
y = 3,868x - 11,808
R2 = 0,7672
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
cBar (sensor)
P o t . M á t t e n s i ô m e t r o ( k P a )
"igura # $ 2urvas de calibração de um sensor de umidade do solo
Na figura #, observa0se curvas de calibração de um sensor, o qual teve o seu resultado
seriamente afetado por uma alteração nas condiçes qu!micas do solo. +ara isso é necessária a
calibração em distintos ambientes.
#5
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y = -2,5607x + 902,6
R2 = 0,8176
5
55
F55
355
L55
#555
5,55 5,55 F5,55 35,55 L5,55 #55,55
+ot.mátrico =8+a>
E e i t u r a 1 e t a + r o b e
"igura #? $ Avaliação de um sensor em relação ao fenômeno
Nas figuras #? e #F observa0se as retas de calibração dos sensores em relação ao
fenômeno com um bom aDuste. As equaçes obtidas desse aDuste precisam ser informadas ao
processador =%ata Eogger> para que interprete adequadamente os sinais transformando0os em
resultados corretos e confiáveis.
"igura #F $ 2alibração do tensiômetro eletrônico em relação a um tensiômetro convencional
##
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SISTE*A AUTO*6TICO DE A5ERTURA DE CO*(ORTAS (ARA
IRRIGAÇÃO
#
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR NA AGRICULTURA:
S%stmas ' a!ma()a$m s&a$m ' $!ãos
S%stmas ' %!!%$ação
S%stmas *%'!+,"%&os ' t!ato!s a$!-&o"as
Co)t!o" 'o am.%)t /tm0!at,!a ,m%'a'!"at%1a2 ' st,3as4 a1%+!%os t&5
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR NA AGRICULTURA:
S%stmas ' a!ma()a$m s&a$m ' $!ãos
S%stmas ' %!!%$ação
S%stmas *%'!+,"%&os ' t!ato!s a$!-&o"as
Co)t!o" 'o am.%)t /tm0!at,!a ,m%'a'!"at%1a2 ' st,3as4 a1%+!%os t&5
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR:
ENTRADA (ROCESSA*ENTO AÇÃO
-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e emissão de umaordem $ protocolo de ação
Ação de atuadoresou dispositivoseletrônicos
INFORMÁTICA APLICADA À AGRONOMIA
VAKLEIN
AUTOMAÇÃO POR COMPUTADOR:
ENTRADA (ROCESSA*ENTO AÇÃO
-ensores &nterpretação dos sinaisdos sensores, processa0mento e emissão de umaordem $ protocolo de ação
Ação de atuadoresou dispositivoseletrônicos
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"igura #@ $ -istema automático de abertura de comportas para irrigação
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"igura #3 $ %ispositivos eletrônicos utilizados em sistemas irrigados, especificamente pivô central.
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SISTE*A FIELD STAR 7 AGCO
AGRICULTURA DE (RECISÃO
#@