Sistema de automatização para agricultura de precisão - Ramos, Carlos Filipe Vicente dos (2019)
A agricultura de precisão tem atualmente uma grande importância, uma vez que junta o conhecimento adquirido através das tradicionais técnicas de cultivo com a precisão e a automação tecnológica. Uma das técnicas inerentes da agricultura de precisão é a hidroponia, sendo as plantas cultivadas com recurso a soluções aquosas e sem a disponibilidade do solo. Para apoio ao projeto foi montada uma pequena estufa com todo o equipamento necessário à hidroponia, na Ponta do Sol. Dentro desta, realizou-se todo o desenvolvimento e, consequentemente, a obtenção dos resultados deste projeto. Uma das grandes desvantagens dos sistemas de automatização em hidroponia é encontrarem-se ainda num patamar de elevado investimento, tornando-se numa realidade pouco possível para uma pequena/média escala ou para regiões de minifúndio, como é o caso da Ilha da Madeira. Foi, por isso, desenvolvido um sistema com recurso a elementos de baixo custo que automatizassem todo o controlo. Foram utilizados microcontroladores com Wi-Fi, que realizam a medição dos diversos valores dos sensores (por exemplo: da temperatura interior e da exterior, da humidade do ar, da altura da água do poço, etc.) e que comunicam até ao centro de processamento, sendo este um Raspberry Pi. Neste dispositivo, os dados são tratados para depois serem enviados e guardados numa base de dados remota. Além disto, foi desenvolvido uma aplicação web para apoio ao utilizador, sendo possível verificar as condições ambientais ao longo do tempo, os gastos e a gestão das suas produções, utilizando para isso, relatórios de produção e gráficos que permitem a correlação de valores. Foi também dada grande importância à monitorização e à recuperação de erros, já que este é um sistema suscetível a falhas. Neste trabalho, além de toda a parte do desenvolvimento arquitetural entre camadas de cliente, camada intermédia e camadas de dados, foi ainda estudada a utilização de sensores de humidade na raiz da planta. Desta forma, foi possível automatizar a recirculação de água, utilizando algoritmos que tornam possível uma elevada poupança no tempo total em que a bomba de água se encontra ligada. A poupança evidenciada rondou os 89%. Um dos equipamentos de elevado custo nestes sistemas é o equipamento de monitorização e de calibração automática da quantidade de nutrientes, sendo também criado um equipamento que realizasse estas funções, recorrendo a bombas de dosagem de baixo custo. Por fim, é de notar que os algoritmos de rega e todos os mecanismos de poupança presentes neste projeto tornam este sistema facilmente transformável num projeto que utilize, maioritariamente, energia fotovoltaica (em vez de ser só nos pontos de aquisição de dados, como é mais recorrente). Isto deve-se ao facto de o sistema ativar-se quando é apenas necessário e é ativado com maior frequência nos picos de produção de energia fotovoltaica.