Desarrollo de un Prototipo de Sensor Inteligente de Humedad en Hoja para Aplicación en Riego de Precisión

Abstract

El agua es un recurso importante para la producción agrícola y siendo un recurso escaso, son innumerables los esfuerzos a nivel mundial para gestionar su empleo de una manera sostenible. Este trabajo estuvo pensado para dar una contribución al correcto manejo del agua en sistemas de riego agrícola, mediante el diseño de un sensor inteligente de humedad y temperatura de hoja, para luego proponer un sistema de riego automático como una aplicación hacia el riego de precisión. Se presenta el desarrollo de un sensor capacitivo para la detección de humedad y temperatura en la hoja (cultivo). El área sensora forma un condensador cuyas placas se encuentran en un mismo plano y fueron fabricadas en un Circuito Impreso (PCB) de fibra de vidrio; además se describe la electrónica completa de acondicionamiento de la capacitancia, conversión analógica a digital y transmisión vía RS 485 embebido en un microcontrolador. La inteligencia del sensor viene dada por la familia de normas IEEE 1451, cuya concepción pretende el desarrollo de transductores (sensores y/o actuadores) “plug and play” autoidentificables en una red de nodos interoperables e independientes entre sí (aún de fabricantes). El centro del estándar gira en torno al desarrollo, descripción e implementación de la Hoja de Datos Electrónica del Transductor (TEDS), que es una ficha técnica del transductor. El sensor diseñado presenta buena respuesta en sensibilidad y lo hace apto para el desarrollo de un sistema automático de riego midiendo la humedad en la hoja. Las pruebas de laboratorio fueron satisfactorias en cuanto al desempeño general y se presentan fotografías e imágenes de los resultados. Así mismo, se presenta la propuesta de un modelo de sistema de control un tanto más complejo que involucra la teoría de observadores y modelos matemáticos para futuros desarrollos en ésta área. Se describe también el desarrollo de una aplicación sencilla para PC que se comunica con el sensor y permite el envío de comandos y la recepción de datos según el estándar IEEE 1451.