Evaluation of the technical feasibility of low-cost devices for automation of an NFT hydro-ponic system

Autor: Baron, Luiz Carlos
Přispěvatelé: Nogueira, Carlos Eduardo Camargo, Siqueira, Jair Antonio Cruz, Souza, Samuel Nelson Melegari de, Miotto, Alcione
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron:UNIOESTE
Popis: Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2019-06-03T20:04:25Z No. of bitstreams: 2 Luiz_Baron2019.pdf: 5050654 bytes, checksum: c153ea220d78be425bb4d0f420d05a05 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2019-06-03T20:04:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Luiz_Baron2019.pdf: 5050654 bytes, checksum: c153ea220d78be425bb4d0f420d05a05 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2019-03-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Hydroponic systems require frequent adjustments in nutrient solution and variations in watering shifts due to illuminance, temperature, and air humidity. These activities result in the employment of labor or high costs of automated hydroponic systems. This work aimed at the elaboration and analysis of the technical and operational feasibility of the low-cost modular automation for a small scale NFT hydroponic system. The system performs closed-loop control of electrical conductivity, open-loop control of the nutrient solution flow so that the time of the driven pump depends on the intensity of illumi-nance, temperature and humidity of the air. The system also performs the verification of pump failures, profile dampening and power failure, presenting reliability in emer-gency battery power when there is a lack of mains power. The control of the electrical conductivity has proved feasible, however the sensor presents a decalibration that can be corrected by programming. On the other hand, the pH control was impracticable due to the great variation presented by the meter when continuously submerged in the nutritive solution. The system has a consumption of 7.548 W, which represents for one day 181.15 W.h.day-1, with an energy cost of R$ 4.18 per month considering the cur-rent tariff of 0.769 R$.kW-1.h-1. The system automation presented a relatively low cost for the basic configuration, with R$ 657.90 for one bench and R$ 1,076.90 for ten benches and for the intermediate configuration of R$ 859.63 and R$ 2,292.23 respec-tively. Only for an isolated system powered by photovoltaic module and with battery backup the system presented a relatively high cost of R$ 2,183.03 and R$ 7,458.73 for one and ten benches, respectively. Os sistemas hidropônicos necessitam de ajustes frequentes na solução nutritiva e va-riações nos turnos de rega devido à iluminância, temperatura e umidade do ar. Estas atividades resultam em emprego de mão de obra ou custos elevados de sistema hi-dropônicos automatizados. Este trabalho teve por objetivo a elaboração e análise da viabilidade técnica e operacional da automação modular de baixo custo relativo para um sistema hidropônico NFT de pequena escala. O sistema realiza o controle em ma-lha fechada de condutividade elétrica, controle em malha aberta do fluxo da solução nutritiva de forma que o tempo da motobomba acionada dependente da intensidade de iluminância, da temperatura e umidade do ar. O sistema ainda realiza a verificação de falhas da bomba, encharcamento de perfis e da queda de energia, apresentando confiabilidade na alimentação de emergência por bateria quando ocorre a falta de energia da rede. O controle da condutividade elétrica mostrou-se viável, porém o sen-sor apresenta uma descalibração que pode ser corrigida por programação. Já o con-trole do pH se mostrou impraticável devido à grande variação apresentada pelo medidor quando submerso continuamente na solução nutritiva. O sistema possui um consumo de 7,548 W, que representa durante um dia 181,15 W.h.dia-1, com um custo de energia de R$ 4,18 ao mês considerando a tarifa atual de 0,769 R$.kW-1.h-1. A automação do sistema apresentou um baixo custo relativo para a configuração básica, com R$ 657,90 para uma bancada e de R$ 1.076,90 para dez bancadas e para a configuração intermediária de R$ 859,63 e R$ 2.292,23 respectivamente. Apenas para um sistema isolado com alimentação por módulo fotovoltaico e com reserva por bate-ria o sistema apresentou um custo relativamente alto de R$ 2.183,03 e R$ 7.458,73 para uma e para dez bancadas, respectivamente.
Databáze: OpenAIRE
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