Sistema de monitoreo de temperatura y color para plantas de arroz (Oryza Sativa L)
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Date
2021
Director
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
La caracterización fenotípica de la planta de arroz (Oryza sativa L.) permite a pequeños y grandes agricultores tener información relevante sobre el estado de su cultivo, con el fin de mejorar sus variables agrícolas y su productividad. Los cambios sutiles en el color de la planta pueden indicar deficiencia en la concentración de nutrientes; además, muestra el estado de salud de los tejidos vegetales. Por otra parte, es importante conocer su temperatura, debido a que el aumento de esta afecta los procesos fisiológicos y, por ende, la formación del grano. En este trabajo de grado se diseña e implementa un sistema capaz de medir sin contacto y sistemáticamente la temperatura y el color de una planta de arroz, mediante dispositivos de bajo costo. Estas variables son enviadas a un microcontrolador que procesa y almacena la información en una memoria microSD, con registro de hora y fecha de cada medición. Para los sensores de color (TCS3200) y temperatura (MLX90614), se lleva a cabo métodos de calibración, adecuándolos para medir datos exclusivamente en plantas; esto se hace con la ayuda de sistemas certificados, que permiten validar cada calibración. Se usa un sistema fotovoltaico para generar y suministrar correctamente la energía requerida por el sistema, brindando una mayor autonomía. Asimismo, se diseña un encapsulado impreso en 3D, que protege a todos los dispositivos de las condiciones ambientales del lugar de instalación. Las pruebas de funcionamiento se llevaron a cabo en un cultivo de arroz (Oryza sativa L.), ubicado a las afueras del municipio de Jamundí, Valle del Cauca. Las mediciones realizadas permitieron corroborar las calibraciones de los sensores, y el correcto desempeño del sistema fotovoltaico durante los días de prueba. Igualmente, el diseño 3D implementado permitió proteger los dispositivos de las condiciones ambientales a las que fueron expuestos.
Description
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The phenotypic characterization of the rice plant (Oriza Sativa L), allows small and large farmers to have relevant information on the status of their cultivation, in order to improve their agricultural variables and productivity. Subtle changes in the color of the plant, can indicate deficiency in the concentration of nutrients, also shows the state of health of plant tissues. On the other hand, it is important to know its temperature, because the increase in this affects the physiological processes and therefore the formation of the grain. In this degree project, a system is designed and implemented, capable of non-contact and systematically measuring the temperature and color of a rice plant, using low-cost devices. These variables are sent to a microcontroller that processes and stores the information in a microSD memory, with the time and date of each measurement. For color (TCS3200) and temperature (MLX90614) sensors, calibration methods are carried out, adapting them to measure data exclusively in plants, this is done with the help of certified systems, which allow validating each calibration. A photovoltaic system is used to correctly generate and supply the energy required by the system, providing greater autonomy. Likewise, a 3D printed encapsule is designed, which protects all devices from the ambient conditions of the installation site. The performance tests were carried out in a rice crop (Oriza Sativa L), located on the outskirts of the munici pality of Jamund´ı, Valle del Cauca. The measurements carried out allowed to corroborate the calibrations of the sensors, and the correct performance of the photovoltaic system during the test days. Likewise, the 3D design implemented allowed the devices to be protected from the environmental conditions to which they were exposed.
Keywords
Fenotipado, Espacio RGB, Radiación térmica, Medición infrarroja, Calibración, Sistema fotovoltaico