Automação de um pivô de irrigação utilizando smartphone

Automação de um pivô de irrigação utilizando smartphone

Ciência da Computação – Universidade de Cruz Alta (UNICRUZ) Cruz Alta – RS – Brazil

{eliaslampert@hotmail.com, manuel.binelo@gmail.com}

Abstract. This article describes how a smartphone application was developed to assist the rural producer in handling an irrigation pivot. The producer can control an irrigation pivot wherever you are, just by an application, turning on, turning off the pivot and monitoring will be the aspects of application. It is described how it was developed and what was used so that the work could happen with a high percentage of satisfaction.

Resumo. Este artigo descreve como foi desenvolvido um aplicativo para smartphone para auxiliar o produtor rural para manuseio de um pivô de irrigação. O produtor poderá controlar um pivô de irrigação de onde estiver, apenas por um aplicativo, ligar, desligar o pivô e o monitoramento serão os aspectos do aplicativo. Descreve-se como foi desenvolvido e o que foi utilizado para que o trabalho pudesse acontecer com uma porcentagem alta de satisfação.

1. Introdução

A tecnologia de informação, o grande aumento do contexto tecnologico na área da agricultura e as modernas necessidades da mobilidade e compartilhamento de dados, obtiveram um aumento nos ultimos anos conforme Filgueiras (2015). Os dipositivos

moveis estão sendo utilizados cada dia mais em todo o mundo de forma avançada comparada a qualquer outro dispositivo movel. Estudos, trabalhos, áreas empresariais, área de medicina entre tantas outras que não foram citadas, mas que não são de menor importancia.

Assim como em tantas áreas, na agricultura não é diferente, segundo (ALMEIDA; FERNANDES; COSTA, 2011) os aplicativos para celulares estão sendo criados e executados todos os dias de acordo com o que cada produtor necessita. As aplicações em dispositivos celulares podem ser usadas em qualquer lugar e ambiente que o usuário desejar, desde que haja disponibilidade de aceso a informações e a mobilidade. Percebe-se que o uso de celulares traz inúmeros benefícios para as aplicações, entre tantas, a alta disponibilidade e escalabilidade de informações.

Na área agrícola, o crescimento é ainda maior, sistemas de monitoramento, relatórios, identificação de ambientes, alerta de pragas, controle de manejo, controle de irrigação entre muitos outros, estão sendo aprimorados e utilizados entre nossos agricultores, mas há plena convicção que o custo para manter certos sistemas se torna um preço muito alto, tanto para os empreendedores rurais quanto para o nosso meio ambiente. Desse modo, a utilização de dispositivos móveis se torna acessível, pois a maioria já tem e utiliza, só há a necessidade de uma adequação e configuração.

2. Irrigação

A irrigação é o conjunto de técnicas destinadas à inserção de água na lavoura ou em ambientes que necessitam de umidade na época que houver escassez de água. Segundo FRIZZONE (2015), a irrigação abrange qualquer região possível, e sua utilização é conforme a necessidade que a propriedade necessita.

Segundo Castro (2003), o mesmo especifica irrigação tendo objetivo de fornecer uma quantidade de água certa para o solo no momento que ele necessita, na hora certa e com uma quantidade certa. Em algumas regiões do nosso País há lugares em que se não houver a utilização de irrigação, não é possível produzir, esses lugares chamamos de irrigação total, quando o cultivo das lavouras depende inteiramente da água vinda de uma irrigação. No caso do Rio Grande do Sul, utilizamos a irrigação apenas no momento em que a plantação exige um pouco de atenção, após vários dias da falta de chuva, assim sendo, a irrigação é efetiva de acordo com o que cada planta necessita na hora em que ela se sentir ameaçada por problemas maiores, garantindo assim, que nada aconteça de errado e que seja possível uma grande produtividade em qualquer plantação.

2.1 Pivô Central

O pivô central é uma linha com aspersores montada em cima de armações com rodas, fixadas em um pivô, por onde passa a quantidade de água necessária para a irrigação de um ambiente seco, que necessita da utilização de água, movendo-se em torno do pivô. A velocidade em que o pivô se move depende do que o agricultor definir na caixa de controle que fica no eixo central do pivô, segundo Castro (2003).

O pivô de irrigação central nos passa uma série de aspectos que nos trazem confiabilidade e vantagens de sua utilização, segundo (TESTEZLAF, (2014)), o alinhamento do sistema é controlado através de um ponto que o pivô identifica, após a irrigação finalizada, ele já se encontra disponível para uma nova irrigação na área destinada, a aplicação de produtos e fertilizantes pode ser feita pelo pivô na água utilizada para irrigação, pode-se aproveitar e usar agrotóxicos necessários para a agricultura, assim o sistema é aceito em várias áreas e regiões, tornando-se muito utilizado na vida do agricultor. Conforme ilustra a figura 1.

Figura 1.Pivô de irrigação central

2.2 Raspberry Pi 3

O Raspberry Pi 3 teve seu início em 2006 na universidade de Cambridge. Segundo (ALMEIDA, 2013), o Raspberry Pi 3 é considerado um computador do tamanho de um cartão de crédito, que pode ser plugado em uma TV e faz a maioria das funções que um desktop faz.

De acordo com (VIEIRA, 2015), é um microcomputador de baixo custo, que é conectado a um monitor de computador ou através de um aparelho de televisão. É compatível com sistemas operacionais baseados em Linux, qualquer linguagem de programação que tenha suporte de processador ARMV6 pode ser empregado no

Raspberry Pi 3, como Python, C/C++, Java, Scratch, todas essas linguagens estão instaladas no mesmo.

2.3 App Inventor

É uma ferramenta desenvolvida pela Google, e mantida pelo instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) que permite a criação de aplicativos para smartphones que rodam o sistema operacional Android sem que seja necessário o conhecimento em programação.

O App Inventor conta com uma série de opções que você pode utilizar ao longo do projeto do seu aplicativo, botões, serviços web, notificações, entre tantas outras opções que o aplicativo tem para que o usuário possa utilizar. Para ser utilizado em um Android deve realizado o aplicativo via internet, online e fazer o download do arquivo .apk que é liberado pela página do app inventor para que você instale no seu smartphone e consiga realizar as tarefas necessárias.

3. Metodologia

A metodologia estudada na primeira parte foi sobre o pivô de irrigação em geral, sobre irrigação, como funciona e como será realizada para que o aplicativo possa mandar informações de ligar e desligar. Estudo sobre a placa Raspberry Pi 3 que foi utilizada para que o smartphone conseguisse se conectar com nossa maquete do pivô de irrigação e realizar as tarefas solicitadas, estudos sobre o smartphone, sobre o app inventor que foi o programa utilizado para fazer a programação do aplicativo. A etapa dois, a parte do projeto, foi criado o diagrama de sequência. Na etapa da implementação foi utilizado o programa App Inventor para a criação do aplicativo, a placa Raspberry Pi 3 para as conexões do aplicativo com a maquete do pivô de irrigação. A última parte de validação utilizamos um smartphone e instalamos o aplicativo, criamos os botões de ligar e desligar o pivô de irrigação, o smartphone manda o comando para a Raspberry Pi 3 e a mesma se conecta há nossa maquete do pivô, realizando a tarefa que o usuário desejar.

Figura 2.Diagrama de Sequencia

O diagrama de sequência, apresentado na figura 2, mostra as etapas que o usuário realizará para ligar o pivô de irrigação. O usuário acessa o aplicativo, inclui login e senha, entra no menu inicial e seleciona o botão de ligar o pivô de irrigação e o mesmo emite a mensagem “ pivô em funcionamento”.

4. Resultados

Essa seção mostra os resultados obtidos, foram simulados em uma maquete feita com um material PVC muito utilizado em propriedades que se utilizam trânsito de agua ou de algum produto liquido. O aplicativo foi instalado em um smartphone, e esse mesmo realizou os envios de comando com a placa Raspberry e com o motor de passo.

Figura 3.Tela de Acesso

A figura 3, representa a tela inicial do aplicativo, onde o usuário inclui um e-mail e senha que foram cadastradas em um banco de dados e passado ao usuário, para que o mesmo consiga acessa o sistema. O usuário coloca e-mail onde diz “Digite Seu Email” e colocar a senha onde diz o campo “Digite Sua Senha” e depois seleciona o botão “Acessar”, que irá dar acesso ao menu principal. Se o usuário não possui conta, deverá selecionar o botão “Não tem Conta? Crie Se acesso”, que irá dar acesso a tela de cadastro de usuário, para que o mesmo possa criar o seu e-mail e senha de acesso.

Figura 4.Tela Inicial

A figura 4, mostra o menu inicial do aplicativo, contendo os botoes de ligar pivô de irrigação e desligar pivô de irrigação. O botao “Ligar Pivo de irrgação” faz com que se conecte com a placa Raspberry Py 3, e envie um comando para ligar a movimentação do pivô., o botão “Desligar Pivô de irrigação” serve para que o usuario faça a paralização do pivô de irrigação, essas funções sendo realizadas em um pivô de irrigação feito manualmente em uma maquete.

O objetivo do trabalho foi realizado com sucesso, o aplicativo funcionou corretamente em qualquer dispositivo Android, o usuário baixa o arquivo IrrigaMobile.apk, instala em seu smartphone e depois disso é só comandar seu aplicativo e seu pivô de onde estiver. O trabalho em si, controla até o presente momento um motor de passo que está ligado a a placa Raspberry Pi 3, concluindo a movimentação da maquete do pivô e o termino da movimentação. O trabalho ainda está em fase de construção, o usuário acessa o aplicativo, e consegue fazer todas as tarefas, de ligar e desligar essa maquete, mas há detalhes que serão realizados mais pro futuro, monitoramento, controles de acesso, dentre outros fatores não descritos, mas que não são de menor importância.

6. Referencias

Almeida, l. I. De; fernandes, i. F. C.; costa, c. M.. Sisci - sistema para controle de irrigação através de dispositivos celulares. 2011. 156 f. Tese (doutorado) - curso de departamento de informática, instituto federal do rio grande do norte, rio grande do norte, 2012. Disponível em:

<http://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/holos/article/viewfile/681/517>. Acesso em: 12 ago. 2016.

Almeida, prof. André gustavo duarte de. Conhecendo o raspberrypi:

possibilidades de uso em contextos educacionais e profissionais. 2013. 30 f. Tese (doutorado) - curso de (s.c), instituto federal de educação, ciencia e tecnologia, rio grande do norte, 2013. Disponível em:

<https://docente.ifrn.edu.br/andrealmeida/palestras/ensol-conhecendo-o-raspberry-pi>. Acesso em: 13 ago. 2016.

Castro, prof. Nilza. Apostila de irrigação. 2003. Disponível em: <file:///d:/nova pasta (7)/apostila irrigação.pdf>. Acesso em: 03 set. 2016.

coutinho, gustavo leuzinger. A era dos smartphones: um estudo exploratório sobre o uso dos smartphones no brasil. 2014. Universidade de brasilia. Disponível em:

<http://bdm.unb.br/bitstream/10483/9405/1/2014_gustavoleuzingercoutinho.pdf >. Acesso em: 03 out. 2016.

Frizzone, joséantônio. Irrigação.[2015?] Disponível em:

<http://www.leb.esalq.usp.br/disciplinas/frizzone/leb_1571/irrigacao-aula 1.pdf>. Acesso em: 12 ago. 2016.

Testezlaf, prof. Dr. Roberto. Irrigação por pivô central. (2014). Faculdade de engenharia agricola. Disponível em: