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Título: Sistema automatizado para cultivo em ambiente protegido com energia solar
Título(s) alternativo(s): Automation system for indoor gardening with solar energy
Autor(es): Negrão, Maria Claudia Pires
Orientador(es): Mikos, Walter Luis
Palavras-chave: Estufas para cultivo
Automação
Energia solar na agricultura
Greenhouses
Automation
Solar energy in agriculture
Data do documento: 14-Out-2020
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: NEGRÃO, Maria Claudia Pires. Sistema automatizado para cultivo em ambiente protegido com energia solar. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Mecatrônica Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
Resumo: Ao longo da evolução humana, diversas técnicas de agricultura foram empregadas com o objetivo de desvincular a agricultura das restrições ecológicas as quais está submetida, incluindo desde irrigação a plantas geneticamente modificadas. Como resposta ao uso de algumas destas técnicas, houve infertilidade do solo e contaminação da água, gerando a necessidade de tecnologias que permitam o plantio de diversas plantas sem causar danos ao meio ambiente. Atualmente, é empregado o cultivo de plantas em ambiente protegido, que permite a manipulação de alguns fatores, como iluminação, temperatura e umidade, de acordo com as necessidades da cultura escolhida, fazendo com que esta germine, cresça e desenvolva alheia à época do ano e condições climáticas externas. A evolução tecnológica nas áreas de eletrônica e informática permitiu que esse método fosse empregado em diversos cenários, utilizando diversos componentes eletrônicos que auxiliam no controle destas variáveis. Sendo assim, propõe-se o redirecionamento desta técnica ao âmbito residencial, desenvolvendo e aplicando um protótipo automatizado para cultivo em ambiente protegido capaz de substituir os cuidados inerentes à manutenção de uma horta caseira, para aqueles que não possuem técnicas necessárias ou tempo suficiente para tal, configurando um sistema eficaz e autossuficiente. Para tanto, foram analisados os sistemas de irrigação mais comuns em ambiente protegido, o efeito das condições climáticas no desenvolvimento da planta, os melhores métodos de sensoriamento e monitoramento e ainda, a utilização da energia solar como fonte de alimentação elétrica. Com base nisto, foi construído um protótipo de pequeno porte, com sistemas de irrigação, iluminação e ventilação controlados por microcontrolador e por sensores de umidade, temperatura e nível de água, capaz de gerir dois tipos de cultivos simultaneamente e que pode ser instalado no interior de uma residência. Após o período de testes, as plantas cultivadas no protótipo foram comparadas às desenvolvidas em hortas convencionais, gerenciadas por usuários com conhecimentos agrícolas distintos, comprovando a eficácia e comodidade do projeto.
Abstract: Throughout human evolution, multiple artificial techniques have been employed to improve the agriculture, beyond ecologic restrictions, including irrigation and genetically modified plants. In response to the use of some of these techniques, there was soil infertility and water contamination, generating the need for technologies that allow the development of plants without causing damage to the environment. Currently, controlled-environment agriculture is used, controlling plant growth and development by manipulation of some factors, such as lighting and temperature, according to the needs of the chosen culture. In addition, the technological evolution in electronics and computing has allowed this technique to be used in different scenarios, making use of several electronic components. Thus, it is proposed to redirect this technique to the residential environment, developing and applying an automated prototype capable of replacing the care of a home garden, configuring an effective and self-sufficient system. Therefore, irrigation systems, the effect of climatic conditions on plant development and methods of sensing and monitoring were analyzed. Based on this, a small prototype was built, with artificial irrigation, lighting and ventilation systems controlled by microcontroller and sensors of moisture, temperature and water level, able to grown two types of plants, simultaneously, and that can be used inside a residence. After the testing period, the plants that had been in the prototype were compared with those which had grown in home gardens, managed by users with different agricultural knowledge, proving the efficiency and convenience of the project.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26728
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