Automatització d’un hivernacle amb Arduino

SE Tgnès05/03/17  

Ins Narcís Oller - Arnau Porcel ColomTítol: Automatització d’un hivernacle amb Arduino
Autor: Arnau Porcel Colom
Tutor: Esther Guardiola
Modalitat: Ciències i tecnologia: Cientificotècnic
Àrea curricular: Tecnologia
Centre: Ins Narcís Oller
Localitat: Valls

Objectius:

El meu treball té sens dubte una gran motivació. Aquesta és la de tenir un hivernacle capaç de cuidar i cultivar les plantes sense cap ajut exterior. És a dir que un cop plantem de la llavor a terra el conjunt de sensors, microcontrolador i actuadors facin créixer la planta fins a poder ser recollida i posada dins de la nostra amanida! Aquest desig de voler tenir aquesta instal·lació a casa ve d’una experiència pròpia. Primer, vaig plantar una sèrie de llavors en unes torretes de casa. Les vaig situar a la lleixa de la finestra de la meva habitació. Durant dues setmanes les vaig estar regant absolutament cada dia. Després vaig entrar en una setmana d’exàmens a l’institut, això va comportar que em centres moltíssim més a estudiar. En conseqüència em vaig descuidar de regar les plantes i si això li afegim que durant aquella setmana va fer moltíssima calor obtenim un total extermini de les plantes que havien començat a germinar. Quan et trobes davant d’aquesta situació et sents impotent, ja que has perdut tot el temps que li havies dedicat a les plantes perquè germinessin. A més a més amb la presencia cada cop més important del moviment IoT a les nostres vides, vaig decidir connectar l’hivernacle a Internet. En resum els objectius del meu treball són:

  • Analitzar els diferents tipus d’hivernacle. Per tal de veure quin encaixa millor pel lloc on visc.
  • Estudiar les necessitats de les plantes. D’aquesta manera podria controlar-les i aconseguir que el seu creixement fos el més ràpid possible.
  • Dissenyar uns plànols per després poder muntar l’hivernacle.
  • Dissenyar un sistema de reg que sigui eficient i efectiu alhora.
  • Dissenyar el sistema electrònic capaç de recollir totes les dades dels sensors, analitzar-les i actuar en conseqüència amb els protocols prèviament establerts.
  • Investigar de quina manera es poden penjar dades des de l’Arduino fins a un servidor web.
Hipòtesi:

La hipòtesi que em vaig plantejar va ser si és possible governar un hivernacle, fossin quines fossin les seves dimensions, amb uns quants sensors, una placa Arduino Uno i uns quants actuadors.

Procés:

El procés de creació de l’hivernacle estar compost per dues fases. La primera fase consisteix en la construcció de l’estructura. Aquesta primera part tracta de portar a la realitat tots els plànols que havia creat amb el programa Sketch Up. Per tal d’abaratir costos de producció vaig demanar a una empresa que elabora sofàs si em podien donar un palet i fustes que no haguessin passat el control de qualitat. Llavors amb una serra mecànica vaig eliminar les imperfeccions de les fustes i les vaig unir al palet per fer l’estructura de les parets i del sostre. Seguidament, vaig connectar el sistema de reg que estar compost per dues electrovàlvules, tres vaporitzadors d’aigua i tres micro aspersors.
La segona part del treball té com a objectiu la confecció del sistema electrònic. Primer vaig escollir els sensors segons les necessitats biològiques de les plantes. Els sensors que he utilitzat són: de temperatura, de llum, i d’humitat (del terra i de l’aire). Els actuadors que he utilitzat són: un ventilador i dues electrovàlvules. Amb aquests dos aparells puc controlar la humitat i la temperatura interior de dins de l’hivernacle. Per termodinàmica puc fer baixar la temperatura gràcies als vaporitzadors d’aigua i el ventilador. El problema de l’hivernacle és que no es pot fer pujar la temperatura. L’únic element que té per escalfar-se és un plàstic que l’envolta i que no permet que l’escalfor que dóna el Sol no permet que torni a marxar. Un cop tenia el circuit electrònic muntat el que ara calia fer era crear el codi que controles totes les accions. Per a fer això vaig necessitar una recerca molt extensa per Internet per tal de comprendre totes les funcions que necessitaven tots els components electrònics per a poder funcionar correctament.
Finalment, volia enviar les dades que generaven els sensors a un portal web. Aleshores em vaig posar en contacte amb el professor de la URV Antonio Lázaro Guillén del Departament d’Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica. Ell em va donar totes les eines necessàries per a aconseguir la comunicació entre l’Arduino i el portal de ThingSpeak.20161201_174649_lls-1

Conclusions:

És realment molt gratificant la primera vegada que endolles l’hivernacle a la corrent i veus que els sensors generen dades, les electrovàlvules es commuten per a regar les plantes i les gràfiques del servidor web es van omplint de les dades que han llegit els sensors. D’aquesta manera puc afirmar que he complert amb tots els objectius que m’havia proposat.

Bibliografia: