Revista de Investigaciones Altoandinas - Journal of High Andean Research

Vol. 22 Núm. 1 (2020)
Reporte de caso

Calibración, validación y automatización del sistema de riego por goteo subterráneo usando un microcontrolador arduino

PDF
  • David Ascencios,
  • Karem Meza,
  • Jeisson Lluen,
  • George Simon
David Ascencios
Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú
Karem Meza
Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú
Jeisson Lluen
Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú
George Simon
Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú

Publicado 2020-09-03

Palabras clave

  • sensores,
  • actuadores,
  • Bluetooth,
  • interfaz de usuario

Derechos de autor 2020 David Ascencios, Karem Meza, Jeisson Lluen, George Simon

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Cómo citar

Ascencios, D. ., Meza, K., Lluen, J., & Simon, G. (2020). Calibración, validación y automatización del sistema de riego por goteo subterráneo usando un microcontrolador arduino. Revista De Investigaciones Altoandinas - Journal of High Andean Research, 22(1), 95-105. https://doi.org/10.18271/ria.2020.540

Resumen

Los desarrollos tecnológicos actuales brindan herramientas útiles y fáciles de aplicar en el manejo automatizado de los sistemas de riego. La automatización tiene como principales ventajas, el ahorro de los recursos como: la inversión, el tiempo y la mano de obra, así como mejorar la gestión del recurso hídrico. La metodología de la investigación fue la siguiente: a) selección del microcontrolador, sensores, relé y módulo de comunicación, b) calibración y validación de los sensores, c) integración de los códigos de programación, d) comunicación y desarrollo del aplicativo móvil y e) control del sistema de riego y monitoreo de la humedad del suelo. Se implementaron sensores analógicos y digitales para medir: presiones, caudales, humedad de suelo y niveles de agua en el reservorio. Los sensores fueron calibrados obteniendo el R2 entre 0,95 - 0,99, indicando una alta correlación entre las variables físicas y eléctricas; en la validación se obtuvo el R2 igual a 0,99. El microcontrolador recibió la información de los sensores y envió órdenes a los actuadores a través de señales eléctricas; éstas activaron los códigos de programación, permitiendo el control del sistema de riego a través de relés para el encendido y apagado de las electroválvulas y electrobomba. La gestión del sistema de riego se realizó desde un celular, a través de un aplicativo ¨Ardunalm¨, vía comunicación Bluetooth. La calibración y validación de los sensores permitió el desarrollo de la automatización integrada, confiable y segura para el monitoreo y control del sistema de riego, permite el incremento la eficiencia de riego.

PDF

Referencias

  1. Adeyemi, O., Norton, T., Grove, I., & Peets, S. (2016). Performance Evaluation of Three Newly Developed Soil Moisture Sensors. CIGR-AgEng Conference, 1–10. https://www.researchgate.net/publication/312383380_Performance_Evaluation_of_Three_Newly_Developed_Soil_Moisture_Sensors
  2. Al-Omary, A., AlSabbagh, H. M., & Al-Rizzo, H. (2018). Cloud based IoT for Smart Garden Watering System using Arduino Uno. Smart Cities Symposium 2018, (April), 249–254.
  3. Almaraz, F., Maz Machado, A., & López Esteban, C. (2015). Tecnología móvil y enseñanza de las matemáticas:: una experiencia de aplicación de App Inventor. Revista de Educación Matemática, 32(91), 77–86. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5589286
  4. Arduino. (2019). Retrieved June 3, 2019, from https://www.arduino.cc/en/Main/Software
  5. Canales-Ide, F., Zubelzu, S., & Rodríguez-Sinobas, L. (2019). Irrigation systems in smart cities coping with water scarcity: The case of valdebebas, Madrid (Spain). Journal of Environmental Management, 247(December 2018), 187–195. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.06.062
  6. Datta, S., Taghvaeian, S., Ochsner, T. E., Moriasi, D., Gowda, P., & Steiner, J. L. (2018). Performance assessment of five different soil moisture sensors under irrigated field conditions in Oklahoma. Sensors, 18(11), 1–17. https://doi.org/10.3390/s18113786
  7. Goap, A., Sharma, D., Shukla, A. K., & Rama Krishna, C. (2018). An IoT based smart irrigation management system using Machine learning and open source technologies. Computers and Electronics in Agriculture, 155(May), 41–49. https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.09.040
  8. González Teruel, J. D., Torres Sánchez, R., Blaya Ros, P. J., Toledo Moreo, A. B., Jiménez Buendía, M., & Soto Valles, F. (2019). Design and Calibration of a Low-Cost SDI-12 Soil Moisture Sensor. Sensors, 19(3), 1–16. https://doi.org/10.3390/s19030491
  9. Hong, G. Z., & Hsieh, C. L. (2016). Application of Integrated Control Strategy and Bluetooth for Irrigating Romaine Lettuce in Greenhouse. International Federation of Automatic Control, 49(16), 381–386. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.10.070
  10. Ingale, H., & Kasat, N. (2012). Automated Irrigation System. International Journal of Engineering Research and Development, 4(11), 51–54. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.375.4377&rep=rep1&type=pdf
  11. Jiang, M., Lv, M., Deng, Z., & Zhai, G. (2017). A wireless soil moisture sensor powered by solar energy. PLOS ONE, 12(9), 1–11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184125
  12. Khandoba, R., & Jyoti, G. (2017). Smart Drip Irrigation System Using Raspberry Pi and Arduino. Journal of Innovative Research in Computer and Communication Engineering, 28–35. https://doi.org/10.1109/CCAA.2015.7148526
  13. Kim, Y., Avenue, N. C., Evans, R. G., Engineer, A., Avenue, N. C., & Pierce, F. J. (2006). Instrumentation and Control for Wireless Sensor Network for Automated Irrigation. 2006 ASABE Annual International Meeting. https://doi.org/10.13031/2013.20618
  14. Kumar, Abhishek, & Magesh, S. (2017). Automated Irrigation System Based on Soil Moisture Using Arduino. International Journal of Pure and Applied Mathematics, 116(21), 319–323. Retrieved from http://www.ijpam.eu
  15. Kumar, Ankit, Chanchal, A., Kumar, A., Kumar, D., & Mansoori, F. (2016). Arduino Uno Based Automatic Plant Watering System. International Journal of Scientific Research and Management Studies, 2(12), 487–492.
  16. Mayhua López, E., Ludeña Choez, J., Tamayo Bedregal, J., Cuba Reyes, M., Núñez Zambrano, Á., Gonzales Ale, N., & Lozada Herrera, D. (2015). Sistema de riego por goteo automático utilizando una red de sensores inalámbricos. Revista de Investigación Arequipa, 7, 69–92.
  17. Montoya, A. P., Obando, F. A., Morales, J. G., & Vargas, G. (2017). Automatic aeroponic irrigation system based on Arduino’s platform. 5th Colombian Conference of Engineering Physics, 850(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/850/1/012003
  18. Ojha, M., Mohite, S., Kathole, S., & Tarware, D. (2016). Microcontroller Based Automatic Plant Watering System. International Journal of Computer Science and Engineering, 8(3), 25–36. https://doi.org/10.5958/0976-5506.2017.00488.0
  19. Ortiz, D., Litvin, A. G., & Salas Fernandez, M. G. (2018). A cost-effective and customizable automated irrigation system for precise high-throughput phenotyping in drought stress studies. PLOS ONES, 13(6), 1–16. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198546
  20. Reddy, A. M., & Rao, K. R. (2016). An Android based Automatic Irrigation System using a WSN and GPRS Module. Journal of Science and Technology, 9, 1–6. https://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i29/98719
  21. Rivas Sánchez, Y. A., Moreno Pérez, M. F., & Roldán Cañas, J. (2019). Environment control with low-cost microcontrollers and microprocessors: Application for green walls. Sustainability, 11(3), 1–17. https://doi.org/10.3390/su11030782
  22. Shadadpuri Goplani, S. (2018). Analisis, caracterizacion y calibracion de sensores de bajo coste para Arduino (Universidad de La Laguna). https://riull.ull.es/xmlui/bitstream/handle/915/10280/Analisis%2C caracterizacion y calibracion de sensores de bajo coste para Arduino.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  23. Shakoor, A., Khan Mehmood, Z., Ahmad, M., & Wajid, A. (2016). Design and Calibration of Semi-Automated Irrigation System Based on Soil Moisture Sensor. 1st National Conference on Agricultural Engineering and Sciences. https://www.researchgate.net/publication/306323891%0ADESIGN
  24. Sood, R., Kaur, M., & Lenka, H. (2013). Design and Development of Automatic Water Flow Meter. International Journal of Computer Science, Engineering and Applications (IJCSEA), 3(3), 49–59. https://doi.org/10.5121/ijcsea.2013.3306
  25. Sui, R. (2016). Use of Soil Moisture Sensors for Irrigation Scheduling. Irrigation Show & Education Conference, Dec 5-9, 2016, Las Vegas Convention Center, Las Vegas, Nevada, USA, 1–6.
  26. Suresh, N., Balaji, E., Anto, K., & Jenith, J. (2014). Raspberry pi based liquid flow monitoring and control. International Journal of Research in Engineering and Technology, 3(07), 122–125. Retrieved from http://www.ijret.org
  27. Tt, A., Saji, J., Dubey, R., & Saravanakumar, K. (2017). Food Computer Automated Gardening System. International Journal of Trend in Research and Development, 38–39.

Artículos similares

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.