Estufa Automatizada

Aline Ludke Lopez – enila87@gmx.de

André Armstrong Janino – ravenblackmon@hotmail.com

Deise Silva – zinha.itaoca@hotmail.com

João Victor Mottin de Siqueira

Professores Orientadores:

Profº Gil Marcos Jess - Física - gltjessj@terra.com.br

Profº Afonso Ferreira Miguel - Sistemas Digitais - afonso.miguel@pucpr.br

1. ABSTRACT

Automatic greenhouse (or Automatic glasshouse/ Automatic hothouse ) was developed by four 3rd term students of computer engineering at pucpr . Our first goal was to put in practice our knowledge with Electronic Circuits I , Physical III , Digital Systems I and Advanced Programming techniques. However our real goal was to create a system that would supply all the needs for a vegetable growth as well as stock management.

2. RESUMO

Trabalho apresentado como requisito parcial as notas da disciplina de Física III, Sistemas Digitais e Técnicas de Programação avançada.

Através desse projeto tivemos a possibilidade de ampliar nossos conhecimentos e nos tornarmos capazes de controlar uma bomba,a abertura e o fechamento de uma tela para a proteção contra o sol e controlar a saída e entrada de plantas novas na estufa através da porta paralela de um computador e um software adequado.

3. OBJETIVOS

Tendo em mente que nossos atuais conhecimentos delimitam uma área não muito extensa de aplicações, foram estabelecidas algumas funções especificas que nossa estufa deveria realizar, as quais acreditou-se ser satisfatórias para o terceiro período.

A estufa basicamente executa três procedimentos:

-Irrigação

-Controle de estoque

-Filtração de raios solares

A irrigação, que em estufas normais é feita manualmente ou por acionamento de esguichos, é realizada através do acionamento via software de uma bomba que fica submersa. A água passa com pressão pelo encanamento e da suaves esguichos em todas as plantas. As bancadas “que serão citadas a seguir” foram projetadas de forma que a água não atrapalhe o funcionamento do circuito. Um pequeno circuito de chaveamento controlado por software ativa a bomba.

Duas bancadas foram criadas, cada uma delas contendo 8 bandejas. Cada bandeja tem instalado um botão acionado por pressão, o equilíbrio e amortecimento é dado por 4 molas posicionadas em cada canto. Caso alguma muda seja posicionada em cima da bandeja, o botão envia um sinal para o computador. O nosso software se encarrega de identificar em qual bandeja essa nova muda foi posicionada e em seguida pede para o usuário entrar os dados da planta. Quando o vegetal é retirado da estufa, não há mais necessidade em guardar seus dados, logo essas informações são apagadas. Para essa função de nosso projeto, foi implementado um circuito multiplexador usando circuitos integrados, este trabalha junto com nosso software para conseguir recepcionar os dados de todas as 16 bancadas.

As mudas não podem receber diretamente o sol de certas horas do dia. Uma filtração é necessária, porém se os raios de sol forem bloqueados durante todo dia, a planta não irá se desenvolver. Por isso é necessário um sistema de motores que se encarregam de puxar uma rede apenas nos horários em que o sol se torna prejudicial. A rede também apresenta a característica de ser antibactericida, algo que já é possível ver em algumas estufas. Um pequeno circuito recebe sinais do nosso software para executar a movimentação dos motores pelos trilhos instalados no topo de nossa estufa, em conseqüência ao movimento dos motores a rede se deslocará.

A combinação dessas três funções integrantes da nossa estufa satisfazem as nossas expectativas e as exigências referentes a um projeto completo. Cada uma delas tinha por traz um objetivo especifico ligado ao nosso processo de aprendizagem.

A estufa automatizada para nós, foi como cruzar a linha que divide a teoria da pratica, foram os nossos primeiros passos tortos em direção a nossa formação como engenheiros.

4. DESCRIÇÃO

Antes de entrar em detalhes técnicos e mostrar os métodos utilizados, serão apresentados aqui todos os elementos ligados ao processo de desenvolvimento do projeto.

Foi gasto muito tempo na visão e na confecção da maquete. O tempo que sobrou foi muito curto para lidar com as adversidades que surgiram, mas com grande dedicação foi possível compensar o tempo perdido.

Como era previsto, vários obstáculos surgiram, alguns deles com teores tão elevados que causavam uma parada no andamento do projeto.

5. SOFTWARE

A estufa automatizada exigiu um bom software, que fosse capaz de realizar todas as funções que foram descritas no tópico “Objetivos”. Porem não basta o software ser funcional, ele precisa ser genérico o suficiente para ser gerenciado facilmente, como também modificado caso haja alguma mudança de roteiro. Para isso a orientação a objeto foi utilizada para separar em blocos as atividades.

/*

void _stdcall Out32(short PortAddress, short data);

short _stdcall Inp32(short PortAddress);

#define ENTRADA 0x379

#define SAIDA 0x378

class CPorta

{

public:

CPorta();

virtual ~CPorta();

int recebe();

void envia(int);

};

*/

-Porta.h: header da classe que gerencia a porta paralela

/*

bool vet[16] = { false };

int aux, k = 4;

for(int i = 0; i < 4; i++)

{

p.envia( i );

aux = p.recebe();

aux >>= 3;

for( int j = 0; j < 4; j++ )

{

--k;

if( aux & (int)pow(2,j) )

vet[k] = true;

else

vet[k] = false;

}

k+=8;

}

cout << " A1 A2 A3 A4 :: A5 A6 A7 A8 :: B1 B2 B3 B4 :: B5 B6 B7 B8\n";

for( int z = 0; z < 16; z++ )

{

cout << " " << vet[z] << " ";

if( z == 3 || z == 7 || z == 11 )

cout << " :: ";

}

*/

-Escolha.cpp: mostrando parte da execução da função Escolha1() que seria o começo do gerenciamento dos dados recebidos pelo circuito multiplexador. Ai os valores recebidos estão sendo convertidos pra binário e colocados na ordem certa, para serem mais tarde armazenados pela GerPlanta.cpp

Não teria sentido colocar todo código aqui, principalmente pelo fato dele conter aproximadamente 400 linhas. O mais importante é ressaltar que todo código foi feito buscando o melhor aproveitamento futuro possível para outros projetos similares.

6. CIRCUITOS

Figura1: Esquema para controle dos motores e bomba

Figura 2: Esquema para o controle dos botões

7. CONCLUSÃO

O projeto integrado como um todo tem um grande valor no desenvolvimento de um engenheiro. A implementação do mesmo força ao aluno adquirir conhecimentos que dificilmente uma sala de aula poderia proporcionar. Alem disso o condiciona a lidar com imprevistos, problemas e datas limite.

Ou seja, quando o projeto inicial da estufa automatizada foi feito no papel , não tínhamos idéia do desafio que seria fazer isso acontecer. Muitas vezes pensamos em largar tudo, porque além de parecer que se distanciava mais e mais quando estávamos próximos de um resultado satisfatório, sobrava pouco tempo para as matérias do período.

A falta de tempo livre foi uma novidade para equipe, isso nos forçou a tomar decisões rapidamente e deixar de estudar para matérias importantes. Porem esse tempo não foi perdido. Tudo que foi aprendido para poder realizar o projeto nos tornou mais aptos para os futuros períodos.

Matérias como sistemas digitais e circuitos elétricos trabalharam juntos em nossos circuitos, como um casamento perfeito. E programação não ficou atrás. Usando artifícios computacionais junto com os circuitos verificou-se que o controle é algo muito adaptável e genérico, facilitando assim a agregação das matérias. Os conhecimentos em física também foram bem utilizados, como por exemplo na hora da escolha do tamanho da barra de cobre que iria ser usada para conduzir tensão para os motores do trilho.

Ou seja, o projeto integrado é a melhor forma de testar e aplicar todos os conhecimentos adquiridos ao longo do curso, mal podemos esperar pelo próximo.

8. LISTA DE MATERIAIS

MATERIAIS UTILIZADOS PARA O CIRCUITO:

01 CI (circuito integrado) 74LS04;

01 CI 74LS32;

02 CI 74LS244;

02 CI 74LS541;

03 resistores 2,2 kΩ;

03 resistores 470 Ω;

03 leds vermelhos;

03 transistores BD137;

03 relés 12V / 10A ;

Fios, ferro de soldar, estanho para solda, protoboard.

MATERIAS UTILIZADOS PARA A MAQUETE

Madeira;

Canos;

02 barras de cobre;

Botões;

Molas;

02 motores (contínuo) 12V;

01 bomba de aquário 110V;

9. GALERIA DE FOTOS

Figura 01

Figura 02

Figura 03