DECAT - Departamento de Controle e Automação

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    A novel low-cost instrumentation system for measuring the water content and apparent electrical conductivity of soils.
    (2015) Rêgo Segundo, Alan Kardek; Martins, José Helvecio; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Oliveira, Rubens Alves de; Freitas, Gustavo Medeiros
    The scarcity of drinking water affects various regions of the planet. Although climate change is responsible for the water availability, humanity plays an important role in preserving this precious natural resource. In case of negligence, the likely trend is to increase the demand and the depletion of water resources due to the increasing world population. This paper addresses the development, design and construction of a low cost system for measuring soil volumetric water content (θ), electrical conductivity (σ) and temperature (T), in order to optimize the use of water, energy and fertilizer in food production. Different from the existing measurement instruments commonly deployed in these applications, the proposed system uses an auto-balancing bridge circuit as measurement method. The proposed models to estimate θ and σ and correct them in function of T are compared to the ones reported in literature. The final prototype corresponds to a simple circuit connected to a pair of electrode probes, and presents high accuracy, high signal to noise ratio, fast response, and immunity to stray capacitance. The instrument calibration is based on salt solutions with known dielectric constant and electrical conductivity as reference. Experiments measuring clay and sandy soils demonstrate the satisfactory performance of the instrument.
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    Development of capacitive sensor for measuring soil water content.
    (2011) Rêgo Segundo, Alan Kardek; Martins, José Helvecio; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Oliveira, Rubens Alves de; Oliveira Filho, Delly
    O manejo da irrigação, com base no monitoramento do teor de água do solo, permite racionalizar a quantidade de água aplicada, tornando o seu uso mais eficiente. Levando-se em conta esses aspectos, foi desenvolvido um sensor capacitivo de teor de água do solo e seu circuito de medição para que sistemas de irrigação possam ser automatizados. Desta forma, problemas que afetam a produtividade, tais como irregularidades no acionamento e aplicação de água de maneira excessiva ou deficiente, podem ser contornados. No desenvolvimento dos sensores, foram utilizadas hastes de aço inoxidável, resina e verniz isolante. O circuito de medição foi baseado em um microcontrolador, que disponibiliza um sinal de saída no formato digital. Os sensores foram calibrados, utilizando-se de solo do tipo neossolo quartzarênico. Um polinômio de terceira ordem foi ajustado aos dados experimentais, para correlacionar o teor de água do solo, obtido pelo método- -padrão de estufa, com os sinais digitais correspondentes, medidos pelo circuito. Obtiveram-se um coeficiente de determinação de 93,17% e uma precisão nas medidas de ±0,010 kg kg-1. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que o sensor desenvolvido e o circuito de medição implementado podem ser utilizados no processo de automação de sistemas de irrigação.
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    Desenvolvimento de sensor de nível capacitivo para uso no irrigâmetro.
    (2010) Pinto, Paulo Raimundo; Martins, José Helvecio; Oliveira, Rubens Alves de; Monteiro, Paulo Marcos de Barros
    Neste trabalho teve-se como objetivo desenvolver um sensor de nível capacitivo para uso no tubo de alimentação do Irrigâmetro, a fim de controlar automaticamente equipamentos de irrigação. O Irrigâmetro é um aparelho evapopluviométrico desenvolvido na Universidade Federal de Viçosa para ser utilizado no manejo da irrigação. Para a calibração do sensor usado na medição do nível de água no tubo de alimentação do Irrigâmetro, foi utilizada a escala impressa no próprio tubo, graduada de 0 a 44 mm de lâmina de água, e a correspondente corrente na saída (mA) obtida por meio do sensor de nível capacitivo implementado, obtendo-se um coeficiente de determinação (r2) igual a 0,9998, mostrando ótima correlação entre o sensor e a escala padrão utilizada.