Soil moisture measurement system for precision agriculture using pcb based capacitive sensors

Autor: Oliveira, Nestor Ezequiel de, 1971
Přispěvatelé: Dias, Jose Antonio Siqueira, 1954, Pfrimer, Felipe Walter Dafico, 1984, Morais, Flávio José de Oliveira, Duarte, Luís Fernando Caparroz, Costa, Eduardo Ferreira da, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientadores: José Antonio Siqueira Dias, Felipe Walter Dafico Pfrimer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Com o aumento da população mundial e o consequente crescimento da demanda por alimentos, a sociedade é cada vez mais desafiada a encontrar meios sustentáveis para produzir mais alimentos em áreas cada vez menores, com menos recursos naturais disponíveis. A água é um recurso importantíssimo para o planeta e uma das formas de economizá-la na agricultura é tornando os métodos de cultivo mais eficientes, com a implantação de sistemas de irrigação de precisão. Neste sentido, é de grande importância desenvolver estudos com sensores, e este trabalho apresenta o desenvolvimento, fabricação e caracterização de sensores capacitivos interdigitados e de um novo sensor de umidade do solo com cerâmica porosa. Buscou-se o entendimento dos efeitos da geometria dos fingers e foi analisado o comportamento da capacitância em função desses parâmetros, baseados na medida de capacitância em trilhas de placa de circuito impresso (fringing field capacitance). Este trabalho também apresenta o projeto de um circuito condicionador de sinais que, conectado a um microcontrolador realiza a leitura do sensor e fornece um sinal para um circuito de controle de irrigação. Dependendo do resultado da umidade do solo, o microcontrolador pode acionar um sistema de irrigação pelo tempo necessário para proporcionar ao solo a quantidade de água necessária para as plantas, formando um sistema de medida de umidade de solo para uso em agricultura de precisão Abstract: With the increase of world population and the consequent growth in the demand for food, the society is increasingly challenged to find sustainable ways to produce more food into smaller and smaller areas, with less natural resources available. Water is a very important resource for the planet and one of the ways to save it in agriculture is to make cultivation methods more efficient, with the implementation of precision irrigation systems. In this sense, it's of great importance to develop reserches with sensors, and this work presents the development, manufacture and characterization of interdigitated capacitive and a new soil moisture sensor with porous ceramic. The understanding of the effects of finger geometry was sought and the behavior of capacitance was analyzed according to these parameters, based on the measurement of capacitance in printed circuit board tracks (fringing field capacitance). This work also presents the design of a signal conditioning circuit that, connected to a microcontroller, reads the sensor and provides a signal for an irrigation control circuit. Depending on the result of the soil moisture, the microcontroller can activate an irrigation system for the time necessary to provide the soil with the amount of water necessary for the plants, forming a soil moisture measurement system for use in precision agriculture Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica
Databáze: OpenAIRE
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