Sistema supervisório para monitoramento no plantio de culturas agrícolas

Morgan, Vítor Antônio

Sistema supervisório para monitoramento no plantio de culturas agrícolas

Arquivos

Vítor Antônio Morgan.pdf (12.78 MB)

Autores

Morgan, Vítor Antônio

Orientadores

Baratieri, Cássio Luciano

Data

2022

Resumo

Este trabalho propõe o estudo e projeto uma plataforma para monitoramento do fluxo de sementes e de adubo em uma semeadora de grãos. Tendo em vista a grande variedade de culturas cultivadas no Brasil, bem como o expressivo volume produzido anualmente, é importante desenvolver tecnologias voltadas para o ramo agrícola, buscando a expansão e otimização da produção. O embasamento e contextualização foram realizados a partir das informações dos sensores disponíveis no mercado para atender essa demanda. O estudo visa desenvolver um sistema que possibilite ao operador do trator visualizar se as sementes e o adubo estão se deslocando nos condutos em direção ao solo em tempo real durante o plantio com a semeadora. Com base na bibliografia e nos testes em bancada utilizou-se o princípio óptico para sensoriamento tanto de adubo, como de sementes. Foi confeccionado um módulo processador de sinais proveniente dos sensores utilizando o microcontrolador ATMega2560. A esse microcontrolador foi vinculado um sensor indutivo com o intuito de calcular a velocidade da semeadora com base no giro completo do pneu da mesma. Os dados são enviados através de comunicação bluetooth para um ESP32 utilizando um módulo HC-06. A placa ESP32, citada anteriormente é parte integrante de uma interface homem-máquina (IHM), instalada no trator. Nela é possível a visualização do parâmetros de operação pelo operador do trator. Os testes em campo atestaram a funcionalidade da conexão bluetooth permitindo que não seja necessário utilizar fios entre a semeadora e o trator. Quanto aos sensores de semente e adubo, estes não contabilizaram todas as sementes e todo o adubo que passaram pelos dutos. Isso leva a uma reavaliação da parte física dos sensores e da parte de software do módulo processador de sinais. Todavia, foi possível visualizar a funcionalidade do principio óptico para sensoriamento. Por fim, constatou-se que é possível desenvolver um sistema mais acessível comparado aos já existentes no mercado, permitindo que essas tecnologias estejam mais próximas do agricultor de pequeno porte.

Abstract/Resumen

This work proposes the study and design of a platform for monitoring the flow of seeds and fertilizer in grain seeder. Considering the great variety of crops grown in Brazil, as well as the significant volume produced annually, it is important to develop technologies for the agricultural branch, seeking the expasion and optimization of production. The background and contextualization were performed base on information from sensors available in the market to meet this demand. The study aims to develop a system that allows the tractor operator to visualize whether the seeds and fertilizer are moving in the conduits towards the soil in real time during planting with the seeder. Based on the literature and on bench tests, the optical principle was used for sensing both the fertilizer and the seeds. A module was built to precess the signals from the sensors using the ATM2560 microcontroller. An inductive sensor was attached to this microcontroller in order to calculate the speed of the seeding machine based on the complete rotation of its tire. The data is sent via bluetooth communication to an ESP32 using an HC-06 module. The ESP32 board, mentioned above, is part of a human-machine interface (HMI), installed in the tractor. It allows the tractor operator to visualize the operation parameters. The field tests confimed the functionality of the bluetooth connection, making it unnecessary to use wires between the seeding and the tractor. It was possible to verify that the speed calculation based on the inductive sensor signal is efficient. As for the seed and fertilizer sensors, these didi not account for all the seeds and fertilizer that passed through the ducts. This leads to a re-evaluation of the physical part of the sensors and the software part of the signal processor module. However, it was possible to visualize the functionality of the optical principle for sensing. Finally, it was found that it is possible to develop a more acessible system compared to those already on the market, allowing these technologies to be closer to the small farmer.