fprotocolo de investigacion invernadero

7/23/2019 Fprotocolo de Investigacion Invernadero

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE CIUDAD HIDALGO

AUTOMATIZACION DEL PROCESO “RECORRIDO DE MANTAS” ENINVERNADEROS DE NOCHEBUENA.

PROTOCOLO DE INVESTIGACION

Cesar Francisc Francisc

INGENIERIA MECATRONICA

CIUDAD HIDALGO! MICHOACAN! ME"ICO! ABRIL! #$%&

ANTECEDENTES

Existen investigaciones en las cuales se ha considerado la automatización de

invernaderos, pero no orientado a la planta de NOCHE!ENA, si no a otro



tipo de plantas "lorales # "rutales$ En general estas investigaciones tienen

como o%&etivo el control del clima 'temperatura, humedad, luminosidad, etc$(

dentro de los invernaderos como por e&emplo la tesis )A!TO*AT+AC+-N DE

+N.E/NADE/O EN C0+*A TE*10ADO2, en donde se controla la temperatura,

humedad # riego con un microcontrolador$ Existen tam%i3n en la actualidad

empresas 4ue se dedican a la construcción de invernaderos, &usto a la

necesidad del cliente$ Tal es el caso de la empresa STEE05A6, esta empresa

est7 u%icada en los *ochis Sinaloa$ 0a empresa dise8a el invernadero a la

necesidad del cliente, as9 como tam%i3n la automatización$ Entre lo 4ue

destaca cortinas enrolla%les, la pantalla malla som%ra 'malla 4ue da som%ra a

la planta($

No ha# investigaciones de automatización hacia la producción de noche%uena

como se mencionó anteriormente, pero sin em%argó en algunos casos se

pueden usar las investigaciones existentes$ En este caso solo se 4uiere

automatizar el re:corrimiento de mantas en un invernadero de plantas

noche%uena ;$

10ANTEA*+ENTO DE0 1/O0E*A

0a "unción principal de un invernadero es la de crear # mantener un espacio

espec9"ico, con condiciones adecuadas # controladas de luz, humedad,

temperatura, %ióxido de car%ono, # pesticidas entre otras, para cultivar plantas

destinadas a diversos propósitos$ 1or lo 4ue se %usca dar una solución$ !na

alternativa para solucionar este pro%lema ha sido la automatización de los

invernaderos con el "in de me&orar cada proceso, aplicando de manera

adecuada condiciones "isico4u9micas óptimas para el adecuado cuidado #desarrollo 4ue re4uiere cada producción$<

E0 proceso 4ue conlleva la producción de planta de noche%uena es

relativamente manual, en este caso la automatización de la producción de la

noche%uena es necesaria para el aumento de calidad # aumento de

producción$ Con esto se reducir9a el precio del producto aumentando ventas,

se estar9a arri%a de la competencia # se tendr9a ma#or ingreso para la inversión



en transporte para la comercializarse de esta planta en otros estados, o

4uiz7s se podr9a exportar a otros pa9ses$

OB'ETIVOS

O()e*i+ ,enera

Automatización de un invernadero de noche%uena, mediante e&es de

transmisión de potencia$

O()e*i+ es-ec/ics

Elegir la transmisión de potencia e&e a e&e a lo largo del invernadero$

Calcular la potencia necesaria del motor para el enrollamiento del pl7stico$

Ela%orar el circuito de potencia necesario, para el control del motor mediante

un microcontrolador$

1rogramar el microcontrolador para el cierre # re:corrimiento de mantas a una

hora ar%itraria$

Ela%orar inter"az de usuario "9sica, mediante una 0CD # %otones$

'USTIFICACION

0a automatización de un invernadero de noche%uena es necesaria #a 4ue

*ichoac7n es la entidad 4ue ocupa el => lugar en la producción de planta de

noche%uena al producir el =?$@ de esta "lor en el pa9s, siendo el municipio de

it7cuaro el 4ue m7s "lor de esta variedad aporta en la entidad$ 0a producción

de Noche%uena es tam%i3n un sustento de "amilias en *ichoac7n as9 como

en otros lugares en *3xico, #a 4ue esta actividad genera tres mil =BB empleos

directos # alrededor de nueve mil ;BB indirectos, principalmente en cinco

entidades del centro del pa9s$ Adem7s 0a "lor de Noche%uena es una planta de

importancia cultural en *3xico # actualmente es la principal ornamental en

Estados !nidos, al ser demandada a partir del d9a de Acción de racias, hasta



A8o Nuevo$ 6 lo m7s importante, en *3xico la "loricultura es una actividad

intensiva, 4ue por cada hect7rea re4uiere de siete a ?B tra%a&adores$??

Al comenzar la automatización en un invernadero de planta de noche%uena,

da posi%ilidad de seguir automatizando cada uno de los procesos 4ue conlleva

la producción de esta planta, con esto el aumento de la producción, %a&ar los

precios de cada variedad de planta$ Tam%i3n se solucionar9a la competitividad,

#a 4ue ha# so%re producción de planta de noche%uena en el estado de *3xico$

0a ma#or9a de los productores comercializan la planta en este estado$ 1or lo

tanto existe competitividad, de tal manera 4ue hace 4ue los productores

vendan la planta a un %a&o precio, sin tener ma#ores ganancias, dando como

resultado, "alta de capital para seguir desarroll7ndose como empresa$

MARCO TE0RICO.

ANTECEDENTES

0a noche%uena (Euphorbia pulcherrima 5illd ) es originaria de *3xico, su

nom%re n7huatl es Cuetlaxóchitl, 4ue signi"ica )"lor 4ue se marchita2, aun4ue

otros dicen su signi"icado es "lor de p3talos resistentes como el cuero$ 1ara los

aztecas, sim%oliza%a la sangre de los sacri"icios 4ue los ind9genas o"renda%anal sol para renovar sus "uerzas$ 0os espa8oles %autizaron la "lor como

noche%uena por4ue "lorece en diciem%re$ A partir del siglo .++ se convirtió en

el s9m%olo de navidad en las "iestas del santo pese%re$ 1osteriormente, estas

"lores se usaron como s9m%olo de las "iestas navide8as en muchos pa9ses del

mundo$ Su uso se inició por una tradición tomada de los pa9ses anglosa&ones,

4ue impusieron la costum%re navide8a de adornar las casas con 7r%oles #

plantas$ Se dice 4ue el em%a&ador de los Estados !nidos en ?F=F /o%ert

1oinsett, tuvo predilección por esta planta a grado tal 4ue le dio el nom%re de

poinsettia, nom%re con el 4ue se le conoce en el vecino pa9s # en otros pa9ses

europeos en donde dicho em%a&ador la envió$ No es hasta el a8o de ?GBG

cuando la "amilia de Al%ert Ece comenzó a cultivarla en "orma comercial en los

Ingeles Cali"ornia, despertando inter3s por otros cultivadores e +nstituciones

4ue dieron lugar al desarrollo de cultivares en la d3cada de ?G;B$ Se le conoce

con otros nom%res como Estrella de Navidad, Stella di Natale, 1oinsettia, etc$

0a Jlor de 1ascua se descu%rió en *3xico en ?FKL, su nom%re cient9"ico es



Euphorbia pulcherrima, el nom%re pulcherrima signi"ica )la m7s %ella2, tam%i3n

conocida como "lor o estrella de Navidad, es de ho&as de color verde oscuro

con los %ordes dentados, # posee otras ho&as coloreadas con aspecto de

p3talos '%r7cteas(, 4ue pueden ser de varios colores 'ro&o, %lanco, amarillento,

rosado o variado($?

E1 -ri2er in+erna3er

*uchas de las plantas exóticas 4ue "ueron llevadas a ran reta8a no ha%r9an

so%revivido a no ser por la existencia de los invernaderos$ En ?@L@ se "undó el

&ard9n %ot7nico de 1adua en +talia con "ines acad3micos, para "acilitar el

aprendiza&e # el conocimiento de las plantas medicinales '"igura ?($ Este

su"rió modi"icaciones en su estructura alrededor en ?@@B para introducir

algunas partes de cristal # poder adaptar as9 las plantas m7s delicadas, aun4ue

no "ue hasta el siglo .++ 4ue se utilizó ese material como t3cnica comMn para

el cultivo de invernadero$ Este invernadero se empleó sólo para el cultivo de

plantas medicinales$L

FIGURA ?.4 Gra(a3 3e1 )ar3n (*5nic 3e Pa36a! I*a1ia.

0a "lor empieza a pintar desde octu%re a enero # sus %r7cteas permanecencoloreadas hasta ma#o del próximo a8o$ Su propagación se realiza por

es4ue&es o estacas, #a 4ue las semillas generan una gran cantidad de plantas

no mu# %ellas$ Crece en zonas de clima templado # c7lido$=



1/+NC+1A0ES 1/O0E*AS DE 0A 1/OD!CC+ON DE NOCHE!ENA

• Altos costos de producción

• +nsu"iciente capital de tra%a&o para la producción # comercialización

• 1rocesos productivos con escasa innovación tecnológica

• Alto costo de insumos por compras individuales

• a&os precios del producto

• Comercialización individualizada

• Escases de e4uipos de transporte para comercializar en otros estados$

[5] BIBLIOGRAFIA

Cn3icines 7-*i2as -ara e1 3esarr11 3e 1a -1an*a 3e nc8e(6ena

Durante el crecimiento # desarrollo vegetativo, lo ideal son temperaturas

diurnas de =B a =KC # nocturnas de =BC sin em%argo, no de%en de %a&ar los

?FC ni re%asar a los KBC$ En "loración, las temperaturas de ?FC son ideales

para cultivares de ho&a verde medio # ?<C para ho&a oscura, aun4ue los

l9mites de ?; a KBC, dan %uenos resultados$

1ara el %uen desarrollo de las plantas de Noche%uena se re4uiere de una

luminosidad de KB,BBB a LB,BBB luxes la humedad relativa no es pro%lema en

la "ase vegetativa pero de%er7 estar a%a&o del ;B en la "ase reproductiva en

esta Mltima "ase se re4uiere de ?=$= horas de oscuridad diarias para 4ue ha#a

pigmentación %$9 : ;%%9.

EL MICROCONTROLADOR

<=U> ES UN MICROCONTROLADOR?!n microcontrolador es un circuito integrado, en cu#o interior posee toda la

ar4uitectura de un computador, esto es C1!, memorias /A*, EE1/O*, #

circuitos de entrada # salida$

!n microcontrolador de "7%rica, no realiza tarea alguna, este de%e ser

programado para 4ue realice desde un simple parpadeo de un led hasta un

so"isticado control de un ro%ot$ !n microcontrolador es capaz de realizar la

tarea de muchos circuitos lógicos como compuertas AND, O/, NOT, NAND,conversores APD, DPA, temporizadores, decodi"icadores, etc$,



E0 *+C/OCONT/O0ADO/ 1+C?;J;=FA$

0os microcontroladores 1+C '1eripheral inter"ace Controller(, son "a%ricados por

la empresa *+C/OCH+1 Technolog# +NC$ Cu#a central se encuentra en

Chandler, Arizona, esta empresa ocupa el primer lugar en venta de

microcontroladores de F %its desde el a8o =BB=$ Su gran 3xito se de%e a la

gran variedad 'm7s de ?FB modelos(, gran versatilidad, gran velocidad, %a&o

costo, %a&o consumo de potencia, # gran disponi%ilidad de herramientas para su

programación$ 0os microcontroladores 1+C?;J;=FA # sus variantes

1+C?;J;=<A # 1+C?;J;LFA, estos modelos 'serie A( soportan hasta ?BB$BBB

ciclos de escritura en su memoria J0ASH, # ?QBBB$BBB ciclos en su memoria

EEprom$

$ El C1! del microcontrolador ?;J; emplea una avanzada ar4uitectura /+SC

'computador con &uego de instrucciones reducido( con un set de K@

instrucciones poderosas pertenecientes a la gama media de la "amilia de los

microcontroladores 1+C, la ma#or9a de instrucciones se e&ecutan en un ciclo de

instrucción a excepción de los saltos 4ue re4uieren de = ciclos, dentro de su

1rocesador existe una 1+0A de F niveles 4ue permiten el anidamiento de

su%rutinas, esto 4uiere decir 4ue puede retomar F lugares di"erentes de l9nea

de programa e ir regresando a cada uno en el orden inverso al 4ue "ueron

anidados

CA/ACTE/RST+CAS ENE/A0ES$

Hasta a4u9 se puede resumir las caracter9sticas m7s relevantes del

1+C?;J;=FA, estas son

.elocidad de operación hasta =B *H con oscilador externo$ Oscilador interno /C 'resistencia condensador( de L *H cali%rado de

"7%rica al ? $

Admite F con"iguraciones de oscilador$

F niveles de 1+0A$

1rocesador con ar4uitectura HA/.A/D$

Con&unto reducido de instrucciones /+SC 'K@( gama media$

+nstrucciones de un ciclo excepto los saltos '=BBnS por instrucción a =B*H($



/esistencias 1!00:!1 programa%les en el puerto $

1in /A@ *C0/ programa%le como reset externo o pin de entrada$

/ango de operación desde K.$ Hasta @$@.$

?@ pines de +PO # ? sólo de entrada '/A@($

Temporizador 1erro guardi7n 5DT independiente del oscilador$

1rograma%le con %a&o volta&e 01. '@.$($

1rogramación serial en Circuito +CS1 por = pines /; relo& # /< datos$

Código de protección programa%le por sectores$

*emoria de programa J0ASH =BLFU$ De ?BB$BBB ciclos escrituraP%orrado$

*emoria de datos EE1/O* de ?$BBB$BBB ciclos escrituraP%orrado de ?BB

a8os retención$

= circuitos comparadores an7logos con entradas multiplexadas$

K Timers, Timer B a F %its, Timer ? a ?; %its # Timer = a F %its$

*ódulos CC1, Captura compara ?; %its, # 15*, modulación de ancho de

pulso ?B %its$

?B "uentes de interrupción$

*ódulo de comunicación serial !SA/TPSC+$

Capacidad de corriente para encender leds directamente '=@ mA +PO( por

cada pin$

METODOLOGIA

0a metodolog9a a seguir ser7 la siguiente

0a automatización se har7 en un invernadero #a construido, en la cual se

calculara el tor4ue para el enrollamiento del pl7stico$ En esta parte se medir7 el

invernadero para sa%er la distancia m7xima del e&e trasmisor de potencia$

Teniendo estos datos se elegir7 las caracter9sticas del motor$ Al terminar de

hacer los c7lculos de la parte mec7nica, se har7 el circuito de potencia para elregula:miento de volta&e hacia el motor, esto tendr7 la "unción de variar la

velocidad del motor, as9 como tam%i3n activar el motor con un pulso del

microcontrolador$ 0a programación del microntrolador tendr7 la "unción de ser

reprogramado por el usuario, por una inter"az de usuario 'displa# # %otones(

para ingresar la hora espec9"ica a la 4ue el invernadero se a%rir7 # cerrara$

CRONOGRAMA



Mes

ac*i+i3a3

Mes% Mes# Mes@ Mes% # @ % # @ % # @ % # @



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