lunes, 16 de noviembre de 2015

sense-ROVER, Negutegietarako lurreko drona (Aurreproiektua)


Nekazaritzan hobekuntzak ikusten ari gara eta guk gure aportazio txiki egin nahi dugu. Ikusi da negutegien automatizazioan zehaztasuna oso handia ez dela, ondorioz, errendimendu hobea lor daitekeela pentsarazi digu. Horretan oinarrituta dago gure proiektua, lurreko dron bat erabiliko dugu negutegi barruko zonalde ezberdinetan neurketak egin ahal izateko eta zehaztasuna hobetzeko. Gainera dron hau negutegi ezberdinetan erabili ahal izango da, negutegietako instalazioa txikituz eta merketuz.


1.SARRERA
Espainia barazki freskoen ekoizle eta esportatzaile nagusietako bat da. Barazkien arten tomateak garrantzi handia dute eta gehien esportatzen den produktuetan bosgarrena dago. Beste urteetako datuak ikusita, 2008-an 957.603 tomate tona esportatu ziren (esportatutako bolumen osoaren %20), batez ere Europar Batasuneko herrialdetara.
Datu hauek aztertu ondoren ikusten da produktibitate igoera negutegien igoerari esker dela. Datuetan ikusita, 2009. urtean 70.743 hektarea zeuden mota honako plantazioei dedikatuak. Hau ikusita, produktibitatean igoera jarraitzeko, teknologietan inbertitzearen beharra ikusten da. Horretarako hainbat automatizazio ezberdin garatzen ari dira gaur egun gure merkatuan negutegiei bideratuta.
Zer da Negutegi bat? Negutegiak espazio itxi batzuk dira, alde bat edo gehiago beira edo plastiko gardenezkoak dituztenak, eguzkiaren beroa igarotzen utziz eta barnean gordez landareek mikro-klima onuragarri batez goza dezaten. Tamaina ugarikoak izan daitezke, babestoki txikietatik eraikin handiak arte.
Negutegiak bi motakoak izan daitezke: beirazkoak eta plastikozkoak. Plastikozkoak PE, PC edo PMMA mintzezkoak izan daitezke. Beirazko negutegi komertzialak barazkiak edo loreak landatzeko teknologia handiko instalazioak dira. Negutegi hauek ekipamendu ugari izaten dute, hala nola, itzaltze instalazioak, berogailuak, girogailuak eta argiztapena, denak ordenagailu bidez kontrola daitezkeenak.
 

Irudia 1: Plastikozko tunel berotegiak, nekazaritzan erabiliak

Negutegi baten helburu nagusia urte osoan zehar produzitzea da. Normala denez, neguan baldintza egokienak lortzea oso zaila da eta hau da negutegiak jokoan sartzen diren momentua.
 
Irudia 2: Negutegi baten funtzionamendu orokorra

Neguan, berotegi-efektua babes-egituren lehen justifikazioa da. Aste gutxi batzuetatik, hilabete batzuetara arte iraun dezake, beti egoera eta lekuaren arabera. Egunean zeharreko eta gaueko tenperaturen aldaketak, landarezaintza mugatzen du, ekoizpena eteten du eta kalitatea gutxitzen du.
Udan berriz, negutegiaren papera konplexuagoa da. Babesak erradiazioa nabarmen txikiagotu arren, negutegiaren tenperatura zailtasunez manten daiteke laborantzarako mugen barruan. Hau da teknikaren arazo serioenetako bat gaur egun.
Zonalde bateko ezaugarri klimatikoak ere kontutan hartu behar dira, landatu nahi denaren beharrak hasetzeko gai izango garen ala ez aztertu behar izaten da.
Babesaren azpian landatu hoi direnak, normalean urtaro beroko espezieak izaten dira, 17ºC eta 27ºC arteko tenperaturetara egokituta daudenak.
Izozteek urtaro beroko espezieak hondatu egiten dituzte eta 10ºC azpiko tenperaturak egoten badira egun askotan zehar, espezieak ez dira hondatuko baino produkzioak behera egingo du bai kalitateari dagokionez, baita kantitateari dagokionez ere.
30ºC gorako tenperaturek (hezetasuna baxua denean) edo 35ºC gorako tenperaturek (hezetasuna altua denean) uztan min handia egiten dute, tenperatura hauek jasatea zaila baita landareentzat.
Ondorengoak dira tunel motako negutegi baten abantailak:
Estrukturaren barnealdean oztopo gutxi.
Aireztapen ona.
Euri eta haizeari hermetikotasun ona.
Alboko aireztapenaren instalazioa onartzen du, bere eragitea erraztuz.
Negutegiaren barneko argitasunaren banaketa ona.
Instalazio erraza.
Desabantailak:
Kostu altuak.
Euriaren urak ez dira aprobetxatzen.
Hau guztia ikusita, negutegien errendimendua hobetzeko proiektua garatuko da. Bi zatitan banatuko da: Lehenengo zatian, negutegian zehar bueltaka ibiliko den lurreko dron bat martxan jarriko da. Dron honek hainbat sentsore edukiko ditu gehituta eta hauen bitartez negutegiaren funtzionamendu zehatzagoa lortuko da.
Bigarren zatian, automataren bitartez, negutegiaren zehaztasuna hobetzea lortuko da.

2.PROIEKTUAREN JUSTIFIKAZIOA
2.1.Ondorioak
Proiektu honen ezarpena eta abiarazteak, hurrengo ondorioak izan ditzake epe erdi-labur batean:
Negutegietan errendimendua handitzea, sentsoreak leku finko batean egotetik mugimenduan egotera pasatzea ahalbidetuz, puntu ezberdinetan datuak hartu ahal izateko eta neurketa zehatzagoak egiteko.
Instalakuntza murriztea, hainbeste kable ez egoteko eta informazio galera posibleak (kableen luzeragatik) ekiditeko.
Dirua aurreztea, automatizazioa garestia delako. Errendimendu handiagoa lortu nahi bada, dronaren bitartez ez dira sentsore gehiago instalatu behar izango, eta kableatua ez da hain ugaria izan beharko. Gainera, dron bakarra erabili ahal izango da negutegi ezberdinetan, instalazioa gutxituz, eta ondorioz, dirua aurreztuz.
Kamera bat instalatuz, negutegiko bigilantzia etxetik egin ahal izango da.
Teknologia aurreratuen (robotika/dronak) erabilpena nekazaritza eremura eramatea.
Produktu berri baten sarrerak, eremu nazionalean lanpostu berriak sortu ditzake (fabrikazioa, instalazioa, programazioa eta mantentzean).
Produktibitate igoerak nekazaritzako produktuetan.

2.2.Helburuak
Proiektu honen bidez, lortu nahi diren helburuak azpian azaltzen direnak dira. Horretarako, fase ezberdinak definitu dira, helburu geroz eta zailagoak ipiniz. Printzipioz, gure proiekturen lehen helburua lehen fasea burutzea izango da. Hortik aurrera lortzen dena, gehigarri moduan izango da.
1. Lehen fasea:
   o Rover-a manualki mugitzea (“MANUAL” modua).
   o Misio autonomoak egitea GPS bidez (“LEARNING” + “AUTO” modua).
  o Oinarrizko sentsoreen datuak lortzea (CO2, argitasuna, tenperatura, hezetasuna eta eguzki-                erradiazioa).
  o Datuak Internet-era bidaltzea.
2. Bigarren fasea: Kolpeak ekiditeko sentsoreak gehitu (“STEERING” moduan).
3. Hirugarren fasea:
  o Kamera gehitu, streaming bitartez Internet-en bidez ikusteko.
  o Internet bidez drona kontrolatzea (seinalea bidali eta jasotzea, moduak aldatzea, mugitzea...).
4. Laugarren fasea: Negutegiaren automatizazioa dronak hartutako seinaleen ondorioz                          zuzenean burutzea.
5. Bosgarren fasea: GPS-aren alternatiba zehatzago bat bilatzea.
6. Seigarren fasea: Bateria energia-berriztatzaileen bitartez kargatzen joatea (eguzki-energia).
7. Zazpigarren fasea: Sistema guztiaren (prototipoaren) tamaina txikitzea.

Irudia 15: Berrikuntza piramidea

3.DESKRIBAPEN TEKNIKOA
Sarreran azaldutako arazoei aurre egiteko, negutegian bueltaka ibiliko den lurreko dron bat egitea pentsatu da, negutegi baten funtzionamendu egoki baterako behar diren sentsoreak bertan ipinita, negutegiko puntu guztietara iristea lortuko delako, eta horrela datu zehatzagoak lortuko direlako. Horrez gain, kableatua murriztea lortuko da, instalazioaren kostua ere murriztuz. Momentu hauetan negutegien funtzionamendua ondorengo irudian ikus daiteke (Irudia 17):
  Irudia 17: Oraingo negutegi automatizatua

Lurreko dron hau kontrolatzeko, Raspberry Pi 2-a eta Erle Brain-eko shield bat erabiliko dira. Sentsoreen datuak jasotzeko berriz, Arduino erabiliko da eta Arduino-ri konektatuta beste modulu bat jarriko da jasotako informazioa Internet-era bidaltzeko. Printzipio batean erabiliko diren sentsoreak ondorengoak izango dira:
Tenperatura (ºC)
Hezetasuna (%)
Argitasuna (lux)
CO2 (ppm)
Eguzki-erradiazioa (W/m2)
Hasiera batean, lurreko drona radio frekuentzia bidezko mando baten bidez kontrolatuko da, eta ondoren autonomoa izatea da gure helburua (GPS-aren bidez kontrolatuz), denbora guztian zehar pertsona baten beharra ez izateko. Hau lortu ostean, etxetik kontrolatu ahal izatea izango da hurrengo urratsa.

 Irudia 18: Gure proiektuaren bloke funtzionalen eskema



No hay comentarios:

Publicar un comentario