Diseño e implementación de un sistema de control microclimático para la preservación de orquídeas endémicas del Perú en invernadero

摘要

El control ambiental en invernaderos permite replicar las zonas de vida o microclimas decualquier variedad de cultivo. La estructura del invernadero brinda protección al cultivo contralos factores externos y el sistema de control monitorea y regula las variables ambientales en elinterior. El cerebro del sistema de control es un microcontrolador, el cual alberga en sumemoria un algoritmo que gobierna el comportamiento del invernadero.En este trabajo se propone el diseño e implementación de un sistema de control microclimáticode temperatura, humedad e iluminación para la preservación de orquídeas endémicas del Perúen un invernadero ubicado en el distrito de Ate, Lima. Se dispone de un prototipo deinvernadero, propiedad de la empresa peruana Incatech S.A.C. Se planteó replicar tres de lasprincipales zonas de vida de orquídeas endémicas del Perú mediante el control de latemperatura y humedad relativa. El algoritmo de control está basado en la lógica difusa para latemperatura y humedad. Se utilizó lógica on/off para el control de la iluminación dentro delinvernadero.El sistema de control planteado replicará y mantendrá automáticamente los parámetros de cadazona de vida alrededor de un valor medio establecido con una desviación máxima de ± 3 °C detemperatura y ± 5 % de humedad relativa. Se requiere un sistema de control que establezca lazona de vida en un tiempo menor a 15 minutos al iniciar su funcionamiento o al cambiar deuna zona de vida a otra.Para la medición de la temperatura y humedad se seleccionó el sensor DTH22 que provee unrango de medición de - 40 a 100 °C y 0 a 100% respectivamente. La medición de la intensidadluminosa se realiza mediante un fotoresistor (LDR) que permite al sistema diferenciar entre eldía y la noche. Se implementó una resistencia calefactora para incrementar la temperaturainterior y dos de ventiladores axiales para disminuirla. Para incrementar y disminuir lahumedad relativa se utilizó un humidificador ultrasónico y un extractor de airerespectivamente. El sistema de iluminación comprende de 20 leds ultrabrillantes de colorblanco distribuidos en 4 arreglos de 5 leds cada uno. Finalmente se desarrolló una interfazgráfica para el control y monitoreo del invernadero por medio de una computadora.Se realizaron las pruebas del sistema de control e interfaz de usuario en ambos modos. Elmodo automático logra replicar las tres zonas de vida de las orquídeas endémicas, el modomanual permite al operador activar y variar los actuadores a diferentes potencias.