2º Concurso de robótica Proyecto finalista de 2015

        Proyecto finalista del 2° Concurso de robótica TICs en las AULAS + Cebekit

        Control de las condiciones ambientales de un invernadero para emplearlo como huerto escolar.

  Este trabajo parte de la idea que se está implantando durante los últimos años en distintos ámbitos, entre ellos el de la electrónica y la programación de emplear dispositivos económicos y lenguajes de código abierto, que   permitan a los usuarios realizar ellos mismos algunos procesos que hasta  hace poco se alejaban totalmente de sus posibilidades, o mejorar otros que  se pueden encontrar compartidos en la red.

  Supone un ejemplo de diseño e instalación de dispositivos que permitan controlar las condiciones ambientales de un invernadero para plantas tropicales

  Este planteamiento presenta   unas ventajas que se concretan en dos aspectos: el eco nómico y el educativo. Desde  un punto de vista económico, supone  un ejemplo de diseño e instalación de  dispositivos que permitan controlar las  condiciones ambientales de un invernadero para plantas tropicales. Para ello,  se emplearán componentes mecánicos, eléctricos, y electrónicos sencillos,  así como un sistema de programación   accesible para cualquier persona con  inquietudes en este ámbito, como es Arduino. Este enfoque permite realizar la parte electrónica-informática de la automatización a cualquier persona con formación que se lo plantee, sin un gran desembolso económico. Por otro lado, el diseño y construcción de este modelo puede ser de utilidad en cen- tros de educación secundaria en los que se está implantando la nueva ley educativa, que incluye contenidos de electrónica, programación y robótica en las asignaturas de Tecnología.

  Paralelamente, y desde un enfoque propio de las asignaturas de Ciencias Naturales, servirá para explicar el cultivo, el desarrollo de las plantas y su mantenimiento en un invernadero, utilizando técnicas propias de la agricultura y monitorizando distintos parámetros físico/químicos. En todo caso, se pretende fomentar el establecimiento de una relación sostenible con el medio natural, el trabajo en equipo y el esfuerzo entre los alumnos que intervengan en todo el proceso de diseño, construcción y mantenimiento de los dispositivos electrónicos, así como los que lleven a cabo el cultivo y mantenimiento de las distintas especies.

Propuesta
  La intención de este equipo de profesores y alumnos del IES La Albericia de Santander (Cantabria) es aprovechar la estructura de un antiguo invernadero que existe dentro del recinto escolar, cubrirlo y dotarlo de unos  dispositivos que permitan mantener       unas condiciones estables en su interior. De esta forma, será posible plantar algunas especies vegetales, que  no crecen adecuadamente en el ex-    terior bajo un clima oceánico húmedo  como el de Santander.                    
                                         
  Para poder alimentar las necesidades  energéticas que surjan de este sistema, tenemos pensado aprovechar los  dispositivos de energías renovables      que ya se encuentran instalados en el instituto. Se trata de un panel solar y un aerogenerador que, situados en una de las terrazas del centro, son ca-paces de abastecer demandas de potencia de hasta 1200 W. La automatización consistiría en diseñar y montar un sistema electrónico capaz de controlas condiciones de temperatura y humedad de un recinto mediante la utilización del sensor DHT22 y de una placa Arduino, de tal manera que se compensen las carencias de estas dos magnitudes mediante el empleo de un sistema de calefacción y de una pequeña bomba de riego.
  De manera secundaria, ya que consideramos que no es un requisito imprescindible, el diseño puede incluir un sensor de luz, que puede ser un  fotodiodo tipo BPW40, para detectar
el nivel de luminosidad y poder compensarlo mediante unas lámparas los días muy nublados en los que las plantas reciben poca radiación luminosa. También se incluye en el diseño, el control de un ventilador y un motor para abrir una ventana del invernade ro. Estos elementos de salida facilitarían la refrigeración del invernadero en caso de alcanzar temperaturas   muy altas. Sin embargo, tanto el sistema de iluminación como el de refrigeración, se considerarían sólo en una segunda fase, siempre que se detecten en el crecimiento de las plantas estas necesidades. Al tiempo que el sistema controla el invernadero, es posible monitorizar los datos que van captando los sensores en la pantalla del ordenador a través de un cable  USB.  
                                 
Diseño del proceso automatizado
  En el diseño se incluyen las posibles necesidades planteadas para una ampliación, ya que los componentes electrónicos necesarios no aumentan apenas el precio del producto final. Se ha realizado el diseño con una placa Arduino UNO, un sensor DHT22, un sensor BPW40 y pulsadores ON, OFF y Reset. El conjunto se conectará a los actuadores mediante un grupo de ocho relés electrónicos, debido a la poca intensidad de señal que proporciona la placa Arduino. Los actuadores son, por lo tanto, un calefactor, que puede venir combinado con aire, y una bomba de riego conectada a la red de agua.