PROTÓTIPO ELETRÔNICO PARA DETERMINAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO LONGITUDINAL DE SEMENTES Maikom André Pasqualotto da Silva (PIBIC/CNPq-UEPG), Fernando Moreira Suyama (PIBIC/Araucária - UEPG), Rosane Falate (Orientadora), e-mail: [email protected]. Universidade Estadual de Ponta Grossa/Departamento de Informática Ponta Grossa, PR. 1.00.00.00-3 Ciências Exatas e da Terra 1.03.04.02-9 Arquitetura de Sistemas de Computação Palavras-chave: Distribuição de sementes, eletrônica aplicada, automação na agricultura. Resumo Durante o processo de plantio de uma dada cultura, sabe-se que o espaçamento longitudinal adequado entre as sementes, determinado pelo disco dosador utilizado durante o plantio da cultura, é de caráter fundamental para a otimização do plantio. Esse trabalho mostra uma solução automatizada inicial para esse problema. Para isso, foi desenvolvido um circuito elétrico para tratar o sinal do sensor de sementes, um sensor fotoelétrico, e ainda um software, a ser embarcado em um PIC 16F628A, que realiza a contagem de tempo transcorrido e que interpreta o estado do sensor, realizando a transferência deste tempo pela porta serial para a análise estatística. Introdução A obtenção de espaçamentos adequados entre as sementes durante o plantio é de grande importância para o bom aproveitamento do plantio de uma dada cultura, pois quanto maior a quantidade de espaçamentos adequados, melhores serão os resultados durante a colheita (KURACHI, 2005). Esse espaçamento será caracterizado pelo disco perfurado utilizado durante o processo de plantio. Caracteriza-se um melhor disco para uma determinada cultura de acordo com a quantidade de espaçamentos adequados (entre 0,5 e 1,5 vezes o espaçamento médio esperado) que o mesmo gera durante o processo de análise da distribuição longitudinal de sementes. Além dos espaçamentos adequados o disco dosador pode gerar ainda espaçamentos falhos (acima de 1,5 vezes) e duplos (abaixo de 0,5 vezes) (WIECHETECK, 2005). Atualmente o processo de análise da distribuição longitudinal de sementes gerado pelo disco é realizado manualmente. Isso é, uma pessoa é responsável por contar a quantidade de espaçamentos falhos e duplos gerados por um dado disco em um ambiente de simulação composto por Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR. uma esteira com velocidade de aproximadamente 5 Km/h. Como esse processo de contagem é feito de forma manual e exige concentração, ele está sujeito a falhas. Considerando esse fato, foi iniciado um projeto no Departamento de Informática da Universidade Estadual de Ponta Grossa (Deinfo/UEPG) que tem como objetivo buscar soluções automatizadas para o problema (WIECHETECK, 2005), (OLIVEIRA, 2007), (DIAS e FALATE, 2008), (SILVA, 2009) e (VARGAS, 2009). O trabalho de Wiecheteck e sua equipe (2005) foram voltados para análise de imagens. Os trabalhos de Oliveira e sua equipe (2007) e de Dias e Falate (2008) usaram soluções comerciais para a detecção da semente, medida da distância e comunicação com computador pessoal. Buscando retirar soluções comerciais do protótipo final, os próximos dois trabalhos, (SILVA, 2009) e (VARGAS, 2009), mantiveram somente o kit comercial para a parte microcontrolada do projeto. Este trabalho é a continuação dos trabalhos anteriores e apresenta os primeiros resultados obtidos da substituição completa de soluções comerciais ou kits comerciais para a detecção da semente por meio de elementos eletrônicos discretos e adquiridos isoladamente no mercado. Materiais e métodos Após alguns testes no sistema desenvolvido nos trabalhos anteriores (SILVA, 2009) e (VARGAS, 2009), começou-se a analisar o que era necessário para substituir o kit comercial microcontrolado, tanto em termos de componentes como em termos de programas compatíveis ao microcontrolador escolhido. Em substituição ao microcontrolador 8051 foi escolhido o microcontrolador 16F628A, da família PIC. A escolha desse componente é que seu gravador pode ser fabricado em laboratório (foi escolhido o JDM2) e o compilador para a construção do programa também é disponível, mas por tempo limitado, o Complilador CCS C, da CCS Info. Reunidos os componentes para se trabalhar com o microcontrolador, passou-se a selecionar os elementos externos a ele. Foram mantidos dos trabalhos anteriores (SILVA, 2009) e (VARGAS, 2009): o sensor de sementes, um sensor fotoelétrico F18D-100-DNC da METALTEX; o amplificador operacional para o condicionamento de sinal do sensor, o TL074 e uma esteira (com propriedades similares as do solo - (OLIVEIRA, 2007)). O que foi adicionado ao sistema, e que também possuía no kit comercial, foi um display LCD alfanumérico, para a visualização da resposta do microcontrolador. Resultados e Discussão A figura 1 mostra o circuito desenvolvido para se trabalhar com o sensor fotoelétrico e o microcontrolador PIC 16F628A. O primeiro estágio do circuito tem a finalidade de fazer com que o sinal de saída do sensor possa ser lido em relação ao terra do circuito do PIC, isso se fez necessário pois o sensor e o PIC possuem alimentações distintas. No entanto, ao obter esse sinal, ele não era suficiente para excitar a porta do microcontrolador. Por isso foi Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR. necessário o segundo estágio, composto de um amplificador operacional na configuração de comparador de tensão, para garantir que o sinal que era entregue ao 16F628A fosse reconhecido como zero lógico ou um lógico, dependendo da situação, presença ou não de semente. Figura 1– Circuito elaborado para a utilização do sensor fotoelétrico no protótipo. A figura 2 mostra o resultado da substituição do kit comercial microcontrolado por componentes discretos, em ambiente de simulação, com o software em linguagem C desenvolvido e que vai ser embarcado no PIC 16F628A. Figura 2– Esquema elétrico do sistema de detecção de sementes sem soluções comerciais. O programa realiza a contagem do tempo e quando recebe uma interrupção (correspondente a detecção de semente pelo sensor) salva o tempo contado e envia o mesmo pela porta serial, sempre mostrando a contagem do tempo em um display LCD alfanumérico. Detalhes da interface serial e da interface com o display LCD estão em (SUYAMA, 2010). Conclusões O sistema desenvolvido por Oliveira e Pinto (2007) possuía o sensor (sensor óptico e unidade controladora do kit LEGO MINDSTORMS 9793) e a Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR. unidade central (microcontrolador 8051 BIT9) como soluções comerciais. Silva e sua equipe (2009) e Vargas e sua equipe (2009) removeram desse protótipo o sensor do kit LEGO pelo sensor fotoelétrico F18D-100-DNC. Este trabalho, buscando uma maior independência das soluções comerciais, retirou o sistema com o microcontrolador 8051 da BIT9 pela substituição do mesmo pelo PIC 16F628A. Para isso foi desenvolvido o circuito de adaptação do sensor fotoelétrico e também o software a ser embarcado no referido PIC. O software desenvolvido foi testado apenas em ambiente de simulação e é necessária ainda a realização de testes no ambiente real para que seja possível a análise da confiabilidade do sistema aqui proposto. Agradecimentos Este trabalho foi parcialmente financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Referências Dias, J. F.; Falate, R. Sistema eletrônico para a determinação da distribuição longitudinal de sementes. In Anais do XVII EAIC – Encontro Anual de Iniciação Científica, Foz do Iguaçu, 2008. Kurachi, S. A. H.; Costall, J. A. de S.; Bernardil, J. A.; Coelhol, J. L. D.; Da Silveira, G. M. Avaliação tecnológica de semeadoras e/ou adubadoras: tratamento de dados de ensaio e regularidade de distribuição longitudinal de sementes. Bragantia 1989, 48, 249. Oliveira, R. C.; Pinto, T. P. S. Análise de distribuição de sementes por meio da utilização de sensores. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia de Computação), Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2007. Rocha, F.E. de C.; Cunha, J. P. A. da; Franz, C. A. B.; Folle, S. M. Avaliação de três mecanismos de distribuição de sementes. Pesquisa Agropecuária Brasileira 1998, 33, 331. Silva, M. A. P.; Falate, R. Sistema eletrônico para a determinação da distribuição longitudinal de sementes: Seleção de sensor. In Anais do XVIII EAIC - Encontro Anual de Iniciação Científica, Londrina, 2009. Suyama, F. M.; Silva, M. A. P.; Falate, R. Implementação de sistemas eletrônicos auxiliares para sensores. In Anais do XIX EAIC - Encontro Anual de Iniciação Científica, Guarapuava, 2010. Vargas, M. F.; Falate, R. Sistema eletrônico para determinação da distribuição longitudinal de sementes: construção eletrônica. In Anais do XVIII EAIC - Encontro Anual de Iniciação Científica, Londrina, 2009. Wiecheteck, L.; Inoue, R. Automação de um dispositivo de análise de distribuição de sementes. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia de Computação), Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2005. Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.