{"id":139,"date":"2015-08-17T14:54:56","date_gmt":"2015-08-17T20:54:56","guid":{"rendered":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/?p=139"},"modified":"2015-09-10T15:14:58","modified_gmt":"2015-09-10T21:14:58","slug":"diseno-y-desarrollo-de-un-prototipo-de-riego-automatico-controlado-con-raspberry-pi-y-arduino-by-gabriel-escalas-rodriguez","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/2015\/08\/17\/diseno-y-desarrollo-de-un-prototipo-de-riego-automatico-controlado-con-raspberry-pi-y-arduino-by-gabriel-escalas-rodriguez\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1o y desarrollo de un prototipo de riego autom\u00e1tico controlado con Raspberry Pi y Arduino by Gabriel Escalas Rodr\u00edguez"},"content":{"rendered":"<div id=\"attachment_140\" style=\"width: 810px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/sistema-riego-estudiantes-udo-21.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-140\" class=\"size-full wp-image-140\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/sistema-riego-estudiantes-udo-21.jpg\" alt=\"Sistema de Riego Autom\u00e1tico\" width=\"800\" height=\"600\" srcset=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/sistema-riego-estudiantes-udo-21.jpg 800w, http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/sistema-riego-estudiantes-udo-21-300x225.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-140\" class=\"wp-caption-text\">Sistema de Riego Autom\u00e1tico<\/p><\/div>\n<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0<a href=\"http:\/\/upcommons.upc.edu\/bitstream\/handle\/2099.1\/25074\/memoria.pdf?sequence=4\" target=\"_blank\">Dise\u00f1o y desarrollo de un prototipo de riego autom\u00e1tico controlado con Raspberry Pi y Arduino<\/a><\/p>\n<p>Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes encontrar en nuestra tiena online Ferrustronix:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/8-arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\">Arduino\u00a0Mega<\/a><\/li>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/18-arduino-uno-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\">Arduino UNO<\/a><\/li>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/raspberry\/27-raspberry-pi-2-model-b.html\" target=\"_blank\">Raspberry Pi 2 Model B<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>RESUMEN<\/strong><\/p>\n<p>En la actualidad, disponemos de una multitud de recursos tecnol\u00f3gicos que permiten automatizar procesos f\u00edsicos. Estos procesos ahorran tiempo y energ\u00eda al hombre. Internet, la interconexi\u00f3n de redes y la potencia computacional de los dispositivos permiten generar nuevos servicios y aplicaciones que mejoran la calidad de vida de las personas. Vivimos una \u00e9poca en la que van apareciendo nuevos dispositivos potentes y de bajo coste, junto con los recursos y conocimientos que disponemos, podemos innovar y crear sistemas automatizados pr\u00e1cticamente para cualquier tipo de aplicaci\u00f3n o servicio.<\/p>\n<p>Por otro lado, las empresas son conscientes que para progresar deben hacer uso de las nuevas tecnolog\u00edas para poder mejorar sus servicios. Los objetivos para las empresas son, mediante una inversi\u00f3n con enfoques tecnol\u00f3gicos, conseguir un ahorro en personal y mantenimiento de los servicios, as\u00ed como recopilar la informaci\u00f3n y datos sobre sus clientes. A su vez, estos clientes recibir\u00e1n un servicio de mayor calidad, el cual podr\u00e1n controlar a distancia mediante plataformas que muestren todas las opciones de la aplicaci\u00f3n de una manera amigable.<\/p>\n<p>En este proyecto se propone automatizar los sistemas de riego que instala una empresa de jardiner\u00eda. Para ello se va a crear una plataforma que va a permitir al usuario ver los datos meteorol\u00f3gicos y tener un control total sobre su sistema de riego. Este sistema engloba una serie de sensores conectados a un micro-controlador, a su vez controlado por un micro-procesador con salida a internet, lo que permitir\u00e1 controlar la aplicaci\u00f3n a distancia. Tanto los sensores como los dos dispositivos son de bajo coste.<\/p>\n<p>El sistema se va a llamar Regpi, y este proyecto contempla una primera parte de este. Esta primera parte permitir\u00e1 obtener los datos de los sensores a trav\u00e9s de un navegador, con lo que se permitir\u00e1 monitorizar todo el sistema. El objetivo final de todo el sistema contempla una plataforma que permita la automatizaci\u00f3n total del sistema, manteniendo informado al usuario de los datos meteorol\u00f3gicos, la cantidad de agua consumida, y ser notificado en caso que haya alguna fuga en el sistema. Adem\u00e1s, se podr\u00e1 ampliar f\u00e1cilmente la red de sensores y configurarlo en funci\u00f3n de las necesidades.<\/p>\n<p>Este trabajo propone la creaci\u00f3n de un sistema, el cual vamos a nombrar Regpi a partir de este momento. El mundo de la jardiner\u00eda debe aprovechar las nuevas tecnolog\u00edas, por lo que se pretende ofrecer una plataforma que carezca de interactuaci\u00f3n del usuario con los programadores de riego. De esta manera, los clientes podr\u00e1n tener un control total de su riego y programar las tareas sin centrarse en las herramientas para ello. Adem\u00e1s, la empresa encargada del mantenimiento de las diferentes instalaciones de jardiner\u00eda (Jardiner\u00eda Coll) se beneficiar\u00eda de un sistema que minimiza la acci\u00f3n humana y el consumo de recursos.<\/p>\n<p>Se va a partir de un material y unos dispositivos de bajo coste y de altas prestaciones computacionales, que permitir\u00e1n ofrecer una soluci\u00f3n y un servicio efectivo. El sistema Regpi ocupar\u00e1 un peque\u00f1o espacio en el jard\u00edn o finca donde se desee instalar, junto con sus sensores. Se pretende que la instalaci\u00f3n sea muy sencilla para el usuario, y despu\u00e9s de una peque\u00f1a configuraci\u00f3n se pueda conectar al punto de acceso del hogar, ya sea por cable o por Wifi.<\/p>\n<p>Se ha implementado una interfaz que va a permitir monitorizar los sensores a distancia. Esta monitorizaci\u00f3n es posible gracias a la interconexi\u00f3n de dispositivos. Se ha separado el hardware que programa los sensores de la inteligencia del sistema, y este hardware se ha preparado para posibles ampliaciones futuras. El dispositivo inteligente utilizado es como un ordenador, y va a ser el intermediario encargado de leer y enviar los datos a la nube (cloud computing) cuando reciba \u00f3rdenes.<\/p>\n<p>La segunda parte de Regpi debe contemplar la gesti\u00f3n de estos datos y permitir una plataforma, como podr\u00eda ser una aplicaci\u00f3n Android, que permita mantener el control de toda informaci\u00f3n.<\/p>\n<p>El documento est\u00e1 dividido en cinco cap\u00edtulos. El CAP\u00cdTULO 1 define el contexto en el que se encuentra actualmente la jardiner\u00eda, as\u00ed como las necesidades que deber\u00eda cubrir Regpi. El CAP\u00cdTULO 2 pretende mostrar una visi\u00f3n global del sistema, explicando la soluci\u00f3n que propone. Por otro lado, el CAP\u00cdTULO 3 se entra con una perspectiva m\u00e1s t\u00e9cnica en las partes que componen el proyecto. El CAPITULO 4 se puede ver el plan de trabajo seguido para la finalizaci\u00f3n de este proyecto. Por \u00faltimo, el CAP\u00cdTULO 5 recoge las conclusiones del proyecto, incluyendo coste del producto, futuras mejoras e impacto medioambiental.<\/p>\n<p><strong>Situaci\u00f3n actual<\/strong><\/p>\n<p>El contexto actual del mundo agrario es el \u00e1mbito en el cual tendr\u00eda funci\u00f3n el programador de riego. A su misma vez, nos encontramos que hay un subconcepto con sus propias caracter\u00edsticas y necesidades que se desmarcan del mercado agrario; este es el \u00e1mbito de la jardiner\u00eda. As\u00ed pues, el contexto tiene que ir encarado a definir cu\u00e1l es la situaci\u00f3n del mundo agrario pero sin olvidar que nuestra soluci\u00f3n se aplica en la jardiner\u00eda.<\/p>\n<p>En los \u00faltimos a\u00f1os, la industrializaci\u00f3n y los cambios sociales han hecho que en el marco econ\u00f3mico el sector primario (basado en la ganader\u00eda y la agricultura) haya perdido fuerza en frente de los sectores secundario y terciario.<\/p>\n<p>La aplicaci\u00f3n de m\u00e1quinas y la tecnolog\u00eda ha reducido la mano de obra y agilizado la producci\u00f3n y el rendimiento en muchos casos. Sin embargo, todav\u00eda se usa tecnolog\u00eda muy rudimentaria y en la mayor\u00eda de \u00e1mbitos no se ha modernizado. Debido a estos cambios en la econom\u00eda y m\u00e1s concretamente en este sector, en Catalu\u00f1a el sector agrario representa s\u00f3lo el 0,9 % del PIB1.<\/p>\n<p><strong>Necesidades a cubrir en un programador de riego<\/strong><\/p>\n<p>En este contexto, las necesidades a cubrir por un sistema de riego son muchas y espec\u00edficas.<\/p>\n<p>Una de las necesidades m\u00e1s primordiales es la fiabilidad. Un programador de riego autom\u00e1tico no se puede permitir errores en la ejecuci\u00f3n de su planificaci\u00f3n de riego. El sistema tiene que ser riguroso con los programas de riego guardados por el jardinero o programador. Un mal funcionamiento de este podr\u00eda provocar que se sequen las plantas o un desperdicio de agua, ligado a un aumento del coste de la factura. Tambi\u00e9n es importante la fiabilidad del programador a nivel de automatismos y funciones programadas, como por ejemplo, que se riegue cuando est\u00e1 lloviendo. Un correcto funcionamiento de estos puede sustituir con toda fiabilidad el criterio humano en determinadas situaciones en las que no se cuente con la presencia de un profesional.<\/p>\n<p>Por otro lado tendr\u00edamos la facilidad de uso. La fiabilidad mencionada anteriormente ha de ir directamente acompa\u00f1ada de un f\u00e1cil uso del sistema. El programador tiene que ser f\u00e1cil de programar y entender, nos tiene que permitir configurarlo de manera intuitiva, saber el estado y a la vez controlar todos los par\u00e1metros necesarios para un correcto y eficiente uso. Finalmente, este no se tiene que estancar en el \u00e1mbito profesional, y que la gente sin conocimiento pueda entender los reglajes y usarlo. Otra necesidad b\u00e1sica es la capacidad de guardar diferentes programas de riego y con diferentes caracter\u00edsticas. Es decir, el programador tiene que ser capaz de guardar diferentes programas de riego a medida para cada sector.<\/p>\n<p>Poder separar electrov\u00e1lvulas y programar cada riego individualmente dependiente de las exigencias h\u00eddricas de cada uno de los sectores que controla una electrov\u00e1lvula. En esencia, personalizar e individualizar al m\u00e1ximo cada sector para hacer un riego mucho m\u00e1s cuidadoso y adaptado en cada zona.<\/p>\n<p>Las instalaciones que se van a monitorizar vienen representadas por las distintas casas. Estas casas disponen de un jard\u00edn, huerto, o cualquier regi\u00f3n que necesite de un programador de riego para su correcto mantenimiento. En un punto estrat\u00e9gico de esta regi\u00f3n (situaci\u00f3n de los sensores y conectividad al punto de acceso del hogar) se instalar\u00e1 la centralita.<\/p>\n<p>En esta centralita, la cual se describir\u00e1 en el siguiente apartado, encontraremos los dispositivos que permitir\u00e1n la obtenci\u00f3n de datos de los sensores. Principalmente, mediante el protocolo HTTP4 , se acceder\u00e1 a los datos cada centralita a trav\u00e9s de internet. Paralelamente, el Cloud5 actuar\u00e1 como repositorio de estos datos.<\/p>\n<p>Por \u00faltimo, desde un ordenador para llevar la gesti\u00f3n de datos desde Jardiner\u00eda Coll, se podr\u00e1 acceder a estos datos almacenados en el Cloud. Como ya se ha mencionado anteriormente, la parte de gesti\u00f3n vendr\u00e1 a ser la continuaci\u00f3n de este proyecto.<\/p>\n<p><strong>Estructura interna Regpi<\/strong><\/p>\n<p>Se van a diferenciar dos partes dentro de esta estructura. La parte hardware7 vendr\u00e1 compuesta por la red de sensores junto con Arduino. Como software8 , se va a considerar a la Raspberry Pi, ya que dentro de este dispositivo se sit\u00faa toda la inteligencia del servicio.<\/p>\n<p>Una persona con conocimientos en el mundo de Arduino y Raspberry Pi y la interconexi\u00f3n de sensores se podr\u00eda preguntar: \u00bfPor qu\u00e9 no prescindir de Arduino y conectar estos sensores directamente a los pines de entrada GPIO de la Raspberry Pi? Hay varios motivos para responder a esto:<\/p>\n<p><strong>Raspberry Pi<\/strong><\/p>\n<p>La Raspberry Pi tiene la limitaci\u00f3n que s\u00f3lo dispone de pines de entrada digitales, y hay una gran mayor\u00eda de sensores que transmiten los datos en formato anal\u00f3gico. A su favor, Arduino tiene tanto pines de entrada tanto digitales c\u00f3mo anal\u00f3gico. Usar Arduino como conversor A\/D simplifica los circuitos, adem\u00e1s de proporcionar la ventaja de incorporar otros sensores f\u00e1cilmente en un futuro.<\/p>\n<div style=\"width: 810px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/raspberry\/27-raspberry-pi-2-model-b.html\" target=\"_blank\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/90-thickbox_default\/raspberry-pi-2-model-b.jpg\" alt=\"Raspberry Pi 2 Model B\" width=\"800\" height=\"800\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Raspberry Pi 2 Model B<\/p><\/div>\n<p><strong>Arduino<\/strong><\/p>\n<p>Arduino es un micro-controlador muy barato, el beneficio que ofrece su uso compensa en la optimizaci\u00f3n del proyecto y evita cargar a\u00fan m\u00e1s los procesos de la Raspberry Pi. Adem\u00e1s, Arduino se alimenta de la energ\u00eda de la Raspberry Pi y transmite sus datos por el puerto serial USB de manera sencilla.<\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/8-arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/24-large_default\/arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.jpg\" alt=\"\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Arduino (El modelo puede variar en la imagen)<\/p><\/div>\n<p>En caso de producirse alg\u00fan fallo o deterioro en la parte de los sensores, s\u00f3lo ser\u00eda necesario modificar la parte hardware y no afectar\u00eda a la Raspberry Pi, ya que es un dispositivo m\u00e1s caro y el que dispone de toda la configuraci\u00f3n del sistema. &#8211; Mediante la instalaci\u00f3n del programa Arduino en la Raspberry Pi, se puede configurar el c\u00f3digo de Arduino desde el mismo microprocesador.<\/p>\n<p><strong>BIBLIOGRAF\u00cdA<\/strong><\/p>\n<p><em>Escalas Rodriguez, G. (2015). Dise\u00f1o y desarrollo de un prototipo de riego autom\u00e1tico controlado con Raspberry Pi y Arduino.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0Dise\u00f1o y desarrollo de un prototipo de riego autom\u00e1tico controlado con Raspberry Pi y Arduino Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes 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