1. “Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
Curso: CURSO INTEGRADOR I: DISEÑO
ELECTRÓNICO
Proyecto: Sistema de riego automatizado
Sección: 21878
Integrantes:
●Chu Sanchez Abelardo Edmundo U19200938
●Mendoza García James Dane U19200082
●Maza Ocampos Christian Omar U18217972
●Ramos Muñoz Javier Jean Pierre U19205984
●Huamán Huerta José Antonio U19204390
Docente: Amaury Aldo Farfán Cuba
Lima – Perú
2. Índice general
1. Planteamiento del problema
1.1. Situación problemática
1.2. Formulación del problema general
1.3. Formulación del problema específico
1.4. Justificación de la investigación
1.5. Objetivos de la investigación
1.5.1. Objetivo general
1.5.2. Objetivo específico
2. Marco teórico
2.1. Antecedentes del problema
3. Bases teóricas
3.1. Estado del arte
3.2. Componentes
4. Marco conceptual
4.1. Diseño y construcción de maqueta
4.2. Diseño y construcción de software
4.2.1. Diseño de la interfaz gráfica
4.2.1.1. Aplicación
4.2.1.2. Interfaz interna de la aplicación
4.3. Programación en el programa Arduino
4.4. Diseño de programa en plataforma Tinkercad
4.4.1. Circuito de programación
4.4.2. Circuito y conexiones
5. Pruebas de funcionamiento
6. Bibliografía
7. Anexos
3. 1. Planteamiento del problema
1.1.Situación problemática
El césped natural en los campos de futbol es importante para que los deportistas
realicen movimientos como saltos, deslizamientos y carreras, además permite
minimizar el riesgo de lesiones. Debido a las condiciones ambientales de cada lugar,
los campos están expuestos a factores que afectan su condición y desempeño.
Actualmente encontramos diferentes tipos de sensores que fueron creados con la
finalidad de medir la humedad del suelo, tienen diferentes principios de
funcionamiento, pero con la misma finalidad. La medida de humedad con sensores es
fundamental para activar los sistemas de irrigación, ya que permite regular la cantidad
de agua que tiene el suelo y además evita el desperdicio, a lo largo de los últimos años
este sistema se ha ido mejorando y perfeccionando para su uso en suelo de cultivos
agrícolas, jardines, campos deportivos con Grass.
Diaz (2022) realizó una investigación que tuvo como objetivo elaborar un diagnóstico
de sensores de humedad con Arduino para optimizar el riego adecuado en el área de
Fertirriego/nutrición de palto de la empresa CampoSol S.A. – Chao, al finalizar la
investigación determinaron que la tecnología optimiza el riego de un área
determinada, esto con la finalidad de medir la humedad del suelo con mayor
precisión, de esta manera permite evitar el uso excesivo del agua y perdidas de dinero.
De Garcia en el 2018 lo que hemos tomado como fundamentación es solucionar el
mal cuidado de los campos luego de la actividad deportiva correspondiente que se
efectuó en ello, ya que, al estar en constante apoyo, recorrido, utilización del campo
este se deteriora y termina con daños que pueden ser peores como tener que cambiar
4. todo y poner un nuevo pasto natural. Y la solución planteada en nuestro antecedente
es respecto al sistema empleado para poder tener un riego adecuado que brinde una
mejor calidad de terreno sin dañar los mismos. El sistema de drenado también ayuda
para solucionar nuestra problemática, porque va de la mano al momento del riego de
los campos.
1.2.Formulación del problema general
¿De qué manera se puede implementar un sistema de riego automatizado para el
mantenimiento del césped de un campo de fútbol, de tal forma que facilite el trabajo
y sea seguro?
1.3. Formulación de problemas específicos
• ¿Cómo podemos desarrollar un software conveniente para poder darle un
correcto funcionamiento al sistema de riego automatizado?
• ¿De qué manera se puede implementar este sistema en cualquier área verde?
• ¿De qué manera se puede desarrollar este proyecto en un programa de simulación?
1.4. Justificación de la investigación
Esta propuesta de proyecto se hace para brindar una solución al problema el cual se
viene enfrentando que es la irrigación en los campos de fútbol. Este es un problema
que se viene dando desde hace muchos años, ya que uno de los principales
consecuentes es el cambio de clima el cual afecta mucho el crecimiento del césped
usado en el campo. No obstante, se replanteó el problema el cual fue el sistema de
5. riego automatizado en áreas verdes, por lo cual se planteó el uso de un sensor de
humedad para darle solución a dicho problema acompañado con el uso de saberes
previos. De tal manera con dicho sensor podemos recoger resultados para darle un
mejor riego automatizado al sector que se decida irrigar.
Ivonne Del Castillo, Abel Julca y Mario Martel, investigaron e implementaron un
sistema de automatización de bajo costo con Arduino para el control de riego en
terrenos de cultivo, para este proyecto además del Arduino incluyeron sensores de
humedad, sensores de lluvia, temperatura, además de válvulas selenoides, display lcd
16x2, protoboard, potenciómetro, relay y un microcontrolador Arduino UNO, en el
cual se utilizó el protocolo I2C para la comunicación de microcontroladores,
concluyeron que utilizar el Arduino en el sistema es eficiente para un sistema de
automatización.
1.5.Objetivos de investigación
1.5.1. Objetivo general
Diseñar, simular un sistema electrónico con un sensor tipo sonda para medir la
humedad de suelo en campos deportivos con indicador de nivel de humedad.
1.5.2. Objetivos específicos
• Simular el funcionamiento de un sensor de humedad de suelo tipo sonda con
Arduino con diferentes niveles de medición y visualización con display.
• Conocer los componentes a utilizar, entender el funcionamiento de un sensor
de humedad, programar el Arduino con indicador de niveles en porcentajes.
6. 2. Marco teórico
2.1.Antecedentes del problema
La medida de humedad con sensores es fundamental para activar los sistemas de
irrigación, ya que permite regular la cantidad de agua que tiene el suelo y además evita el
desperdicio, a lo largo de los últimos años este sistema se ha ido mejorando y perfeccionando
para su uso en suelo de cultivos agrícolas, jardines, campos deportivos con Grass. A
continuación, presentaremos algunos antecedentes sobre aplicación de este sistema con
sensores de humedad, a fin de elegir un sensor para nuestro proyecto a partir de los siguientes
antecedentes.
En el año 2018, Danilo Javier García investigó acerca de la implementación de un
sistema de drenaje para una cancha de fútbol de césped natural, el cual tiene ciertas
exigencias, ya que es una planta viva que cambia con las estaciones, las cuales varían acorde
a las condiciones climáticas en diferentes partes del mundo. Llegando a la conclusión que
para mantener permanentemente el campo en perfectas condiciones se requiere un
mantenimiento apropiado como equipamiento mecánico y dispositivos de verificación.
Aranda, Tapia y Millan (2022), En este trabajo de investigación se presentan los
resultados de calibración y evaluación de desempeño y medida de dos sensores de humedad
capacitivos de bajo costo, los cuales son: SoilWatch y Catnip. El proceso se realizó utilizando
la metodología que relaciona las medidas de los sensores en el contenido volumétrico de
humedad del suelo. Se llevó a cabo un estudio detallado del efecto que ejerce la temperatura
en estos dos sensores y se obtuvieron propuestas que prometen buenos resultados, en especial
el sensor SoilWatch que tiene una evaluación de la humedad más precisa a la que indica el
fabricante. Y se demostró la superioridad de este sensor respecto al Catnip.
7. 3. Bases teóricas:
3.1. Estado del arte
• Sistema de riego automático: Sistema utilizado por la empresa Maher Smart
Agrocontrollers.
Este sistema trata de utilizar por medio de la automatización dos métodos, la aspersión y el
goteo. Para poder implementar ese tipo de sistema se debe de hacer previamente un estudio al
terreno/campo donde se va a emplear y el tipo de cultivo que se va a querer sembrar, para con
ello saber de manera adecuada cual será la distribución del agua y así optimizar los resultados
al máximo. Un sistema muy eficiente con excelentes resultados.
• Sistema de riego automático: Utilizado por la empresa NOVAGRIC.
En este sistema lo que resaltan sus desarrolladores es el ahorro de mano de obra, agua y
energía. También se encontró una eficiencia de riego y un mejor control de operaciones al
momento de regar los cultivos. Además, se redujeron los costes de mantenimiento, estos
corresponden a la detección de fallos. Por ultimo los aumentos de la producción fueron
notorios.
3.2. Componentes:
A. Arduino Uno
8. El Arduino Uno es una placa de microcontrolador de código abierto basado en el
microchip ATmega328P y desarrollado por Arduino.cc. La placa está equipada con
conjuntos de pines de E/S digitales y analógicas que pueden conectarse a varias placas
de expansión y otros circuitos.
Figura 1. Arduino Uno
B. Sensor de humedad
El Sensor de humedad del suelo permite medir de forma sencilla la humedad del suelo
por medio de 2 electrodos resistivos. Compatible con Arduino, PIC,
ESP8266/NodeMCU/NodeMCU-32. El sensor es ideal para monitorear el nivel de
humedad de tus plantas y así recordar cuando necesitan ser regadas o incluso para
realizar un sistema totalmente automatizado de riego añadiendo una válvula o
una bomba de agua.
Figura 2. Sensor de humedad de suelo FC-28
9. C. Sensor de temperatura
Un sensor de temperatura es simplemente un chip que nos devuelve un valor de
tensión proporcional a la temperatura a la que está sometido.
Figura 3. Sensor de temperatura TMP36
D. LCD
La pantalla LCD es un dispositivo empleado para la visualización de contenidos
o información alfanumérica. Es decir, se pueden mostrar letras, números,
algunos caracteres especiales, símbolos o pequeños dibujos. Está gobernado por
un microcontrolador el cual dirige todo su funcionamiento.
Figura 4. LCD
10. E. Resistencia
Se denomina resistencia o resistor al componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito
eléctrico.
Figura 5. Resistencia
8. Marco conceptual:
8.1. Diseño y construcción de maqueta
8.2. Diseño y construcción de software
11. 8.2.1. Diseño de la interfaz gráfica
8.2.1.1. Aplicación
8.2.1.2. Interfaz interna de la aplicación
6. BIBLIOGRAFÍA
https://es.wikipedia.org/wiki/Arduino_Uno
https://naylampmechatronics.com/sensores-temperatura-y-humedad/47-sensor-de-
humedad-de-suelo-fc-28.html
https://www.prometec.net/sensor-tmp36/
https://hetpro-store.com/lcd-16x2-blog/
https://es.wikipedia.org/wiki/Resistor
