El siguiente proyecto ha sido realizado por alumnos/as de 4º ESO del I.E.S Giner de los Ríos de Motril (Granada) durante el curso escolar 04/05.

PROYECTO DE UN INVERNADERO 1.- INTRODUCCIÓN 2.- CONSTRUCCIÓN 3.- FUNCIONAMIENTO Y CONEXIONES 4.- PROGRAMACIÓN INTRODUCCIÓN La maqueta simula el funcionamiento de un invernadero de forma automática. Después de realizar una búsqueda de información sobre “el control climático de invernaderos” y realizar una visita a un invernadero de la comarca, se decidió controlar de forma automática los siguientes parámetros: la temperatura, la humedad y la iluminación. Como cualquier sistema automático encontramos tres partes diferenciadas: -

Los dispositivos de entrada que detectarán el estado en el que se encuentra el invernadero, estos dispositivos lo forman: un sensor de temperatura (NTC), uno de iluminación (LDR) y, un sensor de humedad constituido por dos conductores desnudos de cobre.

-

La unidad de control, que mediante la información recibida a través de las entradas decide la acción que ha de realizarse. En nuestro caso utilizaremos como unidad de control un ordenador y como intermediario entre la maqueta y éste la tarjeta controladora del CNICE. El lenguaje de programación utilizado es MSWLOGO.

-

Los dispositivos de salida que permitirán ejecutar las acciones que decida la unidad de control, serán: un motor funcionando como ventilador, una bomba de agua y dos lámparas en paralelo.

CONSTRUCCIÓN Para la construcción del invernadero se han utilizado diferentes materiales. Toda la estructura del invernadero se apoya sobre una plataforma de aglomerado. Las vigas y pilares de la estructura son listones de madera y la cubierta, se ha fabricado con placas metálicas perforadas y alambre. Para el recubrimiento de la cubierta y parte de la estructura principal se ha utilizado polietileno, y para las puertas metacrilato, una de ellas se ha construido de tipo abatible y otra de tipo corredera. En el exterior y sobre la base de aglomerado se ha situado un recipiente con la bomba de agua (obtenida en un desguace de coches). En el interior se ha instalado un sistema de riego mediante tubos de plástico de diferente diámetro y se ha instalado una cubeta fabricada con tablex y recubierta de plástico para separar las paredes del invernadero de los cultivos. El invernadero está perforado mediante dos orificios en la base para permitir la salida de agua. Para el control de iluminación se ha colocado en la cubierta exterior un LDR y en el interior dos lámparas colocadas en paralelo. El objetivo es que cuando el nivel de iluminación baje se conecten de forma automática las dos lámparas. El control de la temperatura se realiza mediante una resistencia NTC colocada en el interior del invernadero y un motor haciendo las veces de ventilador. Cuando la temperatura aumente se accionará un ventilador. El invernadero dispone de puertas para poder aumentar la ventilación en el interior. Para el control de humedad, el invernadero dispone de un sistema de riego accionado mediante una bomba de agua y, un sensor que controlará el nivel de humedad constituido por dos conductores de cobre colocados en la base del invernadero. Cuando la tierra esté seca la bomba se accionará y cuando tenga el nivel de humedad suficiente para poner en contacto el sensor, la bomba se desconectará.

FOTOS DEL PROYECTO

DETALLES CONSTRUCTIVOS

FUNCIONAMIENTO Y CONEXIONES A LA PLACA CONTROLADORA CONTROL DE ILUMINACIÓN Se trata de controlar el funcionamiento de dos lámparas dependiendo de la tensión existente en la entrada analógica EA2 . La tensión en dicha entrada es ofrecida por un divisor de tensión constituido por una resistencia LDR y una resistencia variable de 10k. Las condiciones establecidas son las siguientes: Si la tensión en la entrada analógica está comprendida entre 0 a 3V, el nivel de iluminación detectado en el LDR será insuficiente para el invernadero y las lámparas funcionarán y, cuando la tensión está comprendida entre 3 y 5V, el nivel de iluminación será suficiente y las lámparas se apagarán. Las lámparas se conectarán a las salidas digitales S1-S2, la presencia de tensión en una de ellas encenderá las lámparas Mediante MSWLOGO se gestiona la información recibida en la entrada analógica EA2 correspondiente a la tensión en los extremos de la resistencia variable y, el nivel de tensión en esa entrada hará que se conecten las salidas correspondientes permitiendo el encendido de las lámparas.

CONTROL DE TEMPERATURA El sensor será una resistencia NTC colocada en el interior del invernadero. Ésta resistencia forma parte de un divisor de tensión junto con una resistencia fija. Dependiendo de la tensión ofrecida en la entrada analógica EA3, correspondiente a la tensión en los extremos de la resistencia fija de 330Ω se pondrá en funcionamiento un ventilador existente en el interior. Mediante MSWLOGO se gestiona la información recibida en la entrada analógica EA3, correspondiente a la tensión en los extremos de la resistencia fija. Cuando la tensión en EA3 supera los 3V, la temperatura del invernadero habrá alcanzado su temperatura límite, accionándose un ventilador conectado a las salidas digitales S4-S5. CONTROL DE HUMEDAD El control de humedad sólo necesita las entradas y salidas digitales. El sensor estará constituido por dos cables de cobre situados en la base del invernadero y conectados a la entrada digital 1. Dependiendo del estado de dicha entrada se conectará la bomba de agua situada en las salidas digitales S7-S8. Cuando la entrada digital 1 no está activada (tierra seca) se activará la salida digital 5 poniéndose en funcionamiento la bomba de agua, en caso contrario se desactivará la salida digital 5, apagándose la bomba.

ESQUEMA DE CONEXIONES A LA PLACA CONTROLADORA

ESQUEMA DEL CIRCUITO IMPRESO UTILIZADO PARA EL MONTAJE DE LOS DIVISORES DE TENSIÓN

LUZ

VSAX

LUZ

VSAX

T

VSAY

T

VSAY

CONEXIÓN DEL INVERNADERO A LA PLACA CONTROLADORA

PROGRAMACIÓN

PROGRAMA DE CONTROL EN MSWLOGO PARA invernadero indicador1 maximo1 ddp1 indicador2 maximo2 ddp2 indicador3 ddp3 riego sisino sax3 [conecta 4] [apaga 4] sisino no entrada 1 [conecta 7 ] [apaga 7] espera 75 borraventana "recuadro1 borraventana "recuadro2 borraventana "recuadro3 invernadero FIN PARA indicador1 bp gd 90 av 50 gi 90 divisiones gi 90 av 100 gi 90 divisiones gi 90 av 50 gi 90 gi 90 av 50 gd 90 FIN PARA indicador2 sl ponpos [175 0] bl gd 90 av 50 gi 90 divisiones gi 90 av 100 gi 90 divisiones gi 90 av 50 gi 90 gi 90 av 50 gd 90 FIN PARA indicador3 sl ponpos [-175 0] bl gd 90 av 50 gi 90 divisiones gi 90 av 100 gi 90 divisiones

gi 90 av 50 gi 90 gi 90 av 50 gd 90 FIN

PARA ddp1 creaestatico "recuadro1 "miestatico1 [voltaje=0] -80 -50 150 50 actualizaestatico "miestatico1 frase [control de iluminación voltaje=] sax FIN PARA ddp2 creaestatico "recuadro2 "miestatico2 [voltaje=0] 120 -50 150 50 actualizaestatico "miestatico2 frase [control de temperatura voltaje=] say FIN PARA ddp3 creaestatico "recuadro3 "miestatico3 [voltaje=0] -250 -50 150 50 actualizaestatico "miestatico3 frase [control de humedad bomba de agua accionada=] no entrada 1 FIN PARA divisiones repite 10 [av 20 gi 90 av 20 retrocede 20 gd 90] FIN

PARA maximo1 si 0=sax [ alto] haz "N (200*sax)/5 haz "x -50 ponpos (lista :x :n) gd 90 av 100 gd -90 sl ponpos [0 0] av 2 poncolorrelleno 6 rellena bl FIN PARA maximo2 si 0=say [ alto] haz "N (200*say)/5 haz "x 125 ponpos (lista :x :n) gd 90 av 100 gd -90

sl ponpos [150 0] av 2 poncolorrelleno 4 rellena bl FIN PARA riego sisino entrada 1 [sl ponpos [-150 0] av 2 poncolorrelleno 13 rellena bl] [sl ponpos [-150 0] av 2 poncolorrelleno 8 rellena bl] FIN