Guía de "Invernadero Monitorizado"

CDP Sagrado Corazón de Jesús

1. ¿Cuáles son las condiciones óptimas de crecimiento de una planta?
   
2. ¿Cómo puedo medir las condiciones ambientales de una planta?
   
3. ¿Cómo realizo un seguimiento de las condiciones ambientales de una planta en tiempo real?
   

1. Un invernadero con plantaciones en distintas condiciones.
2. Sensores DHT22 para medir humedad y temperatura.
3. Resistencias 10K.
   
4. Cableado para sensores.
5. Webcam.
6. Placa controladora Arduino Uno (o compatible).
   
7. Mini-PC Raspberry Pi.
   
8. Acceso a Internet.
   

La monitorización de invernaderos se ha convertido en un proceso relativamente sencillo gracias al hardware y al software libre. Los siguientes conceptos deben quedar claros para comprender la actividad:

- Hardware libre. Dispositivos físicos cuyas especificaciones y diagramas esquemáticos son públicos, por lo que cualquier persona podría fabricarlos sin necesidad de pedir permiso ni acceder a ninguna patente.

- Software libre. Programas de ordenador cuyo código fuente es accesible por cualquier persona, por lo que se pueden realizar las modificaciones que se deseen.

- Sensor DHT22. Es un dispositivo capaz de medir la humedad y la temperatura del lugar en el que se encuentre.

- Placa controladora Arduino. Circuito integrado programable capaz de leer las señales de distintos sensores y realizar alguna acción dependiendo del valor leído. Es hardware libre.

- Raspberry Pi. Ordenador de bajo coste en forma de tarjeta. Utiliza el lenguaje de programación Python para realizar aplicaciones. No es hardware libre, pero su sistema operativo si es software libre.

Para llevar a cabo la experiencia, se han realizado los siguientes pasos:

1. Construcción de los invernaderos utilizando tubos de PVC flexible, conexiones y terminales de PVC, lona de plástico y adhesivo de policloruros (también se pueden construir con otros materiales o adquirirlos ya construidos).

2. Colocación de macetas y sembrado de las mismas, utilizando distintas condiciones y etiquetas identificativas.

3. Colocación de una webcam para comprobar su correcto crecimiento y sensores DHT22 en las macetas que queremos monitorizar.

4. Realización del cableado necesario entre las placas Arduino y los sensores DHT22 debidamente identificamos. Hemos usado las hebras de cables UTP para el cableado y una resistencia de 10K para cada sensor.

5. Programación de las placas Arduino para imprimir en el monitor serie con cierta periodicidad el valor que está midiendo el sensor. Decidimos realizar una medición cada hora.

6. Conexión de las placas Arduino y la Raspberry Pi utilizando cables USB.

7. Programación de la Raspberry Pi para recoger los datos de los monitores serie y escribirlos en una base de datos MySQL y en un archivo con formato CSV. Realizar también una fotografía cada 20 minutos usando la webcam.

8. Utilizar un cliente de Google Drive para la Raspberry Pi, de forma que las fotografías y el archivo CSV con los datos se sincronice continuamente para evitar la pérdida accidental de información.

9. Creación de un Time-Lapse utilizando las fotografías obtenidas para mostrar las diferentes fases por las que han pasado las plantas durante su crecimiento.

10. Análisis estadístico de los datos obtenidos por los sensores para determinar las condiciones óptimas de crecimiento de una planta observando cuáles han sido los valores tomados en los sensores de las plantas que presentan un mejor aspecto.

¿Cuáles son las condiciones óptimas de crecimiento de una planta?

El alumno tendrá acceso a los datos obtenidos durante la investigación, junto con la imagen de las plantas. De esta forma podrá inferir cuáles han sido las condiciones de la planta que mejor estado presenta.

¿Cómo puedo medir las condiciones ambientales de una planta?

¿Cómo realizo un seguimiento de las condiciones ambientales de una planta en tiempo real?

• Monitor de temperatura Arduino - Raspberry
• Autoejecutar script de Python al iniciar Raspberry
• Time-Lapse con Raspberry
  

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