Desenvolvimento de sistema de monitoramento agrometeorológico para casa de vegetação

• Autor(a) principal: Silva, Jocássia Reis
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32234
• topic: Cultivo protegido; Microcontrolador; Sensor; Sistema embarcado; Engenharia Agrícola

O sistema de cultivo convencional é amplamente adotado na agricultura devido ao seu baixo custo de implementação. Contudo, esse sistema é vulnerável às flutuações climáticas e à exposição de pragas e doenças, o que pode resultar em perdas na produtividade e qualidade final do produto. Em resposta a essas adversidades, o cultivo protegido, realizado em casas de vegetação, está sendo comumente adotado. Nesse sistema é fundamental realizar o monitoramento e controle das variáveis agrometeorológicas do ambiente interno, a fim de otimizar os processos produtivos. A utilização de sensores acoplados a sistemas de aquisição de dados automáticos tem gerado avanços na otimização dos processos produtivos agrícola. Eles permitem o acesso aos dados em tempo real, e, portanto, favorece o processo de tomada rápida de decisões. Assim, objetivou-se com esse trabalho desenvolver um sistema de monitoramento meteorológico de baixo custo para casas de vegetação. Foi realizado a montagem de dois sistemas idênticos. a partir da placa de desenvolvimento ESP32 e sensores de temperatura e umidade relativa do ar (BME 280), de dióxido de carbono (MH-Z19B) e de radiação fotossinteticamente ativa (RY-GH). Parte do sistema foi desenvolvido na plataforma Arduino IDE na linguagem C++. Foram realizadas a calibração de todos os sensores a partir de sensores de referência e análise de regressão para obtenção das curvas de calibração. Foram obtidos o tempo de resposta, a constante de tempo e a curva do tempo de resposta para os 3 sensores utilizados. E por fim, foi realizado a validação dos sistemas desenvolvidos instalando- os em uma casa de vegetação, realizando a análise dos dados em duas etapas. Na primeira etapa foi avaliada correlação de Pearson, RMSE, MAE, erro relativo médio dos sistemas com seus respectivos sensores de referência e na segunda etapa foi avaliado o funcionamento do sensor durante 158 dias. Assim, o sistema desenvolvido apresentou um custo final de construção de aproximadamente R$ 692,94 ou US$ 140,84. As curvas de calibração obtidas para os três sensores foram adequadas para corrigir os dados informados pelos dois sistemas a partir dos dados dos sensores de referência, apresentando o coeficiente de determinação (R²) em uma faixa de 0,88 a 0,99. O tempo de resposta do sensor MH-Z19B foi de 30 s, o do RY-GH de 1,4 s e o do BME 280 de 24 s. Na validação dos sensores foi possível observar que os três sensores, de ambos os sistemas, apresentaram uma forte correlação com os sensores de referência. E ainda, durante todo o período de validação as variáveis analisadas apresentaram oscilações normais ao longo do tempo, sendo que os sistemas não apresentaram falhas que resultassem em dados incorretos ou ausência de dados. Palavras-chave: Cultivo protegido. Microcontrolador. Sensor. Sistema embarcado.