Analysis, improvement, and development of new firmware for the smart citizen kit ambient board

The objective of this project was to develop firmware for both the Arduino-compatible boards of the Smart Citizen initiative, and for the RTX4100 low-power WiFi.

Duração e porcentagem de molhamento foliar determinados pelo espaçamento entrelinhas, e influência sobre a ferrugem asiática da soja

A ferrugem asiática da soja causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é a doença de maior virulência e rápida disseminação da cultura no Brasil. Para que haja a infecção nas plantas são necessárias condições ambientais favoráveis, principalmente molhamento foliar quantificado pela duração do período de molhamento (DPM). Alterações no espaçamento entrelinhas de cultivo podem modificar a DPM. Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito da utilização de dois espaçamentos entrelinhas sobre a duração e porcentagem do molhamento foliar, e a influência sobre a infecção inicial e desenvolvimento da doença. O experimento foi conduzido nas safras 2011/2012 e 2012/2013 na fazenda da Universidade Estadual de Londrina (23º34' S / 51º21' W), onde foram instalados coletores de esporo SIGA para identificar os uredósporos da P. pachyrhizi. Para quantificar a DPM e sua porcentagem foram utilizadas Árvores Eletrônicas de Molhamento, com sensores em três alturas (0,9m; 0,6m; 0,3m), nos espaçamentos entrelinhas de 0,45 e 0,8 m. Nas safras avaliadas foram detectados uredósporos da P. pachyrhizi antes do aparecimento dos primeiros sintomas. Foram necessárias cerca de 6 h de DPM acima 50% para que houvesse a infecção e manifestação dos sintomas de ferrugem. Foram detectadas 2 h a mais de DPM acima de 50% no terço médio (0,6 m) no espaçamento de 0,45 m em relação ao de 0,8 m em ambas as safras, no entanto não houve diferenciação na severidade entre os espaçamentos. A maior quantidade de uredósporos detectados e o volume de chuva podem explicar a maior severidade final de ferrugem na safra 2012/2013.

Avaliação dos níveis de vibração vertical no assento de um trator agrícola de pneus utilizando um sistema de aquisição automática de dados

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no laboratório de vibração e acústica em uma área experimental, com os objetivos de: a) determinar os níveis de vibração vertical no assento e na base do assento de um trator agrícola, executando a operação de gradagem para diferentes velocidades de trabalho; b) caracterizar a faixa de freqüência que apresenta os maiores picos de vibração vertical no assento do operador do trator; e c) analisar o conforto do operador, comparando os níveis de vibração obtidos com as principais normas vigentes. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de vibração, por condicionadores e amplificadores e por um conversor analógico-digital, instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente os dados foram tratados pelo programa ORIGIN 50. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que: os níveis de aceleração encontrados na parte superior do assento foram consideravelmente inferiores aos níveis da base para as três velocidades, sendo a terceira marcha a que apresentou os maiores níveis de vibração; a faixa de freqüência que apresentou os maiores picos de vibração vertical foi entre 2 e 4 Hz; os valores de aceleração ponderada global encontraram-se bem acima dos limites definidos pela norma ISO 2631 para um período de 8 horas de trabalho; e houve crescimento dos níveis de vibração com o aumento da velocidade do sistema trator-implemento.

Utilização de um sistema de aquisição automática de dados para avaliação dos níveis de ruído de um trator agrícola de pneus

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no Laboratório de Vibração e Acústica, e numa área experimental localizada no município de Guaratinguetá, com os objetivos de determinar os níveis de ruído emitidos por um trator agrícola executando a operação de gradagem em diferentes velocidades de trabalho e analisar o conforto do operador, comparando os níveis obtidos com os recomendados pelas principais normas vigentes. Na avaliação dos níveis de ruído, utilizaram-se um trator de pneus de 55,2 kW (75 cv) e uma grade destorroadora-niveladora "off-set" de 28 discos. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de ruído, condicionadores e amplificadores e um conversor analógico-digital instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente, os dados foram tratados pelo Programa ORIGIN 50. Com base nos resultados, concluiu-se que o sistema trator-implemento emitiu níveis de ruído acima dos limites estipulados pelas normas, em todas as velocidades testadas.

Uso de imagens orbitais como base de dados para projetos de reforma agrária

Análises técnica e econômica foram realizadas em imagens dos sensores IKONOS, TM/Landsat 5, ETM+/Landsat 7 e CCD/CBERS, objetivando a verificação da viabilidade destas como base de dados em projetos de reforma agrária. Essas análises efetuadas e a situação de mercado indicaram que a imagem IKONOS apresenta excelente desempenho técnico, mas o custo de aquisição inviabiliza sua utilização como base de dados para a reforma agrária. A imagem do Landsat 7, com baixo custo de aquisição, apresentou grande viabilidade técnica para fins de reforma agrária. No entanto, a perda do contato com a plataforma Landsat 7 inviabilizou a compra de novas imagens do sensor ETM+. A imagem CCD/CBERS apresentou a segunda maior similaridade com a verdade de campo e o menor índice Kappa para a classificação. Apesar do baixo índice de exatidão para a classificação, as análises de custo, o lançamento do CBERS-2 e a possibilidade de correção dos problemas de radiometria podem tornar as imagens da plataforma CBERS-2 concorrentes de peso no mercado e, ainda, preencher a lacuna deixada pela perda do Landsat 7. A imagem do Landsat 5 apresentou o mais baixo desempenho técnico nas análises efetuadas. Entretanto, seu potencial como base de dados é amplamente reconhecido pelo INCRA, que ainda utiliza tais imagens. O declínio da vida útil do Landsat-5 atribui mais importância ao lançamento do CBERS-2.

Avaliação e compação de métodos de classificação de imagens de satélites para o mapeamento de estádios de sucessão florestal

Este trabalho teve como objetivo comparar as imagens orbitais fornecidas pelos satélites CBERS-2, IRS-P6 e Quickbird para o mapeamento dos estádios de sucessão florestal, utilizando-se diferentes métodos de classificação de imagens digitais. A área de estudo incluiu as reservas de floresta nativa pertencentes ao projeto florestal Macedônia, localizado nos Municípios de Bugre e Ipaba, entre os paralelos 19º19'00"S e 19º24'30"S e os meridianos 42º27'00"W e 42º21'00"W, Estado de Minas Gerais. Foram utilizadas as classificações visual, por pixel e por regiões. Para fins de avaliação da fidedignidade da classificação de cada método, de forma particular, foi gerada a matriz de erros e calculado o índice Kappa. Para testar a significância estatística da diferença entre dois índices Kappa, foi utilizado o teste Z. De maneira geral, os melhores resultados foram as classificações obtidas nos métodos por regiões e visual, apresentando valores de Kappa mais elevados que as classificações por pixel; a imagem resultante da fusão da imagem IRS com a CBERS, classificada pelo método de regiões, obteve o melhor índice Kappa, estando dentro do nível considerado como bom. Os problemas de separação entre as classes resultaram em classificações com baixo nível de exatidão, o que pode ser explicado pela semelhança espectral entre os alvos (estádios inicial, médio e avançado de sucessão florestal), pequena variação entre os valores numéricos dos pixels, existência de sobreposição entre classes e baixa resolução espectral dos sensores.

Instrumentação térmica aplicada ao processo de produção de carvão vegetal em fornos de alvenaria

Neste estudo, propôs-se avaliar a instrumentação térmica de fornos retangulares destinados à produção de carvão vegetal, denominados RAC220, com capacidade individual para produzir 30 toneladas de carvão por ciclo de carbonização. Os objetivos foram medir as temperaturas em pontos estratégicos do forno e identificar as relações entre temperatura e produção de carvão vegetal. Nesse sentido, este trabalho consistiu em instalar 22 sensores tipo PT100 por forno. Por meio de um sistema eletrônico supervisório conectado a uma rede sem fio, as temperaturas foram armazenadas e, via software com interface gráfica, visualizadas na forma de gráficos e tabelas. Ressalta-se que a concepção, desenvolvimento e montagem de todos os equipamentos eletrônicos foram de responsabilidade da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. O sistema atualmente está em fase de testes e permite analisar e comparar os históricos de ciclos de produção, bem como realizar interferências para corrigir os ciclos de carbonização em tempo real de produção. Tais informações guiam e auxiliam o carbonizador durante todos os estágios da produção de carvão vegetal. Por meio dos resultados, verificou-se que a instrumentação térmica de fornos destinados à produção de carvão vegetal permite, entre diversos fatores, reduzir o tempo de pirólise e resfriamento e minimizar as perdas e falhas de produção, além de aumentar a eficiência térmica dos fornos.

Modelo de simulação da temperatura e umidade relativa do ar no interior de estufa plástica

A simulação dos parâmetros climáticos de temperatura e umidade relativa do ar no interior de uma estufa plástica, por meio do balanço de energia, pode propiciar ao produtor uma ferramenta de auxílio na tomada de decisão. Nesse propósito, realizou-se uma simulação das condições no interior de estufa plástica, em função de parâmetros externos e internos a ela. A simulação revelou uma temperatura no interior da estufa plástica de 23,6 ºC, e os sensores revelaram um valor médio de 24,1 ºC para o período de cultivo da alface. Para a umidade relativa no interior da estufa plástica, o valor simulado foi de 61,6%, e o obtido com o auxílio de sensores foi de 66,0%. Os valores simulados apresentaram-se próximos dos valores obtidos pelos sensores, mostrando que o modelo pode ser usado para a estimativa da temperatura e umidade relativa do ar no interior da estufa plástica.

Blindagem eletromagnética, aterramento e proteção contra surtos de tensão em equipamentos para monitoramento automático do teor de água no solo

O objetivo do presente trabalho foi implementar um sistema de blindagem eletromagnética, aterramento e proteção contra surtos de tensão na instalação de instrumental para o monitoramento automático do teor de água no solo. O experimento foi instalado em Piracicaba, São Paulo, em que os equipamentos utilizados foram um testador de cabos marca Tektronix, que opera pelo princípio da reflectometria no domínio do tempo e um sistema de aquisição de dados marca Campbell Scientific Inc. (CSI), que controla e analisa as formas de onda produzidas pelo testador de cabos. A umidade volumétrica foi obtida indiretamente por meio de sensores inseridos no solo, os quais medem a constante dielétrica do mesmo. Utilizaram-se tubos galvanizados para a blindagem eletromagnética dos cabos e hastes "cooperweld", cordoalha de cobre e terminais bimetálicos para o sistema de aterramento. Para o sistema de proteção eletroeletrônica, utilizaram-se um disjuntor para a separação do circuito de alimentação, protetor de surtos, "no-breaks" e medidor de resistência de terra. Face aos resultados obtidos, pode-se concluir que o sistema proposto, ao utilizar material geralmente preexistente em locais de pesquisa agropecuária, apresentou uma proteção eficaz.

Avaliação do tensiômetro eletrônico no monitoramento do potencial matricial de água no solo

O presente trabalho apresenta o monitoramento do potencial de água no solo obtido por meio do uso de um tensiômetro eletrônico. Os testes foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC, tendo sido utilizados nove exemplares de tensiômetro eletrônico e três exemplares de tensiômetro convencional de mercúrio. Durante o período de um mês, os dados foram armazenados a uma freqüência de 2 Hz, sendo possível obter detalhes quanto ao monitoramento do potencial da água do solo, o efeito das flutuações de temperatura nas leituras do tensiômetro e a realização de testes de tempo de resposta e de sensibilidade. O efeito das flutuações de temperatura acentuou-se à medida que o potencial matricial diminuiu, sendo o uso de sensores de temperatura em transdutores de pressão de fundamental importância para corrigir o erro de leitura, principalmente para leituras coletadas em horário em que ocorrem as maiores temperaturas do dia. O tempo de resposta do equipamento aumenta à medida que o potencial matricial diminui. Os dispositivos testados apresentaram sensibilidades, em média, de 42,833 mV (kPa)-1 e precisão média de 0,02334 kPa ou 0,2380 cm c H2O.

Efeito de níveis de água, coberturas do solo e condições ambientais na temperatura do solo e no cultivo de morangueiro em ambiente protegido e a céu aberto

A temperatura do solo é um importante parâmetro no cultivo do morangueiro, pois interfere no desenvolvimento vegetativo, na sanidade e na produção. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diferentes níveis de água, coberturas de canteiro em campo aberto e em ambiente protegido, na temperatura máxima do solo no cultivo do morangueiro. Foram realizados dois experimentos: um em cultivo protegido e outro a campo aberto, em Atibaia - SP, em esquema fatorial 2 x 3 (coberturas do solo e níveis de irrigação), em blocos ao acaso, com cinco repetições. As coberturas de solo utilizadas foram filmes de polietileno preto e transparente. A irrigação localizada foi aplicada por gotejo sempre que o potencial de água no solo atingisse -0,010 (N1), -0,035 (N2) e -0,070 (N3) MPa, em tensiômetros instalados a 10 cm de profundidade. A temperatura do solo foi avaliada por termógrafos, sendo os sensores instalados a 5 cm de profundidade. Houve influência do ambiente de cultivo, da cobertura do solo e dos níveis de irrigação na temperatura máxima do solo. A temperatura do solo sob diferentes coberturas dependeu não somente das características físicas do plástico, como também da forma de instalação no canteiro. A temperatura máxima do solo aumentou com a diminuição do potencial da água no solo, no momento da irrigação.

Avaliação da transmissão de dados de temperatura no sistema 1-wireTM

A necessidade de sistemas de monitoramento automático versáteis e de baixo custo que possam auxiliar o produtor agrícola na otimização dos processos produtivos, é evidente. Este trabalho foi realizado com o objetivo de pesquisar as limitações e as potencialidades de aplicação do sistema 1-wireTM na transmissão de dados de temperatura em instalações agrícolas. O sistema 1-wireTM é uma rede de transmissão de dados que possibilita a comunicação digital entre um computador e dispositivos da série 1-wireTM, tais como os sensores de temperatura DS1820. A transmissão de dados de temperatura nesse sistema foi avaliada em função do tipo dos condutores e do número de sensores DS1820. Com base nos resultados, concluiu-se que o aumento do número de sensores de temperatura DS1820 no sistema 1-wireTM incrementa a carga capacitiva de maneira distinta para cada um dos tipos de condutores estudados, podendo causar interrupções na transmissão de dados.

Hastes instrumentadas para a mensuração da resistência mecânica do solo

A presença de camada de solo compactada pode significar sérios problemas ao desenvolvimento do sistema radicular das culturas em geral. A correção pode ser feita por métodos biológicos ou mecânicos. Uma das formas de diagnóstico da sua presença é com o uso de penetrômetros que exigem tempo considerável para a obtenção de dados. Com o advento dos recursos de espacialização das informações na forma de mapas, a necessidade de amostragem passou a ser ainda maior. Este trabalho reporta a busca de uma solução alternativa ao uso do penetrômetro. Envolve a geração de mapas de resistência mecânica do solo ao deslocamento de uma haste em três profundidades, baseado em três hastes instrumentadas, um receptor de GPS e um sistema de aquisição de dados. O sistema é acoplado a uma barra porta-ferramenta montada no engate de três pontos do trator. A configuração mostrou ser mecanicamente bastante simples e confiável. Dados de um teste inicial em campo demonstraram que o sistema pode produzir mapas que denotam a variabilidade espacial da referida resistência nas áreas amostradas, com alta resolução, densidade de amostragem elevada e com capacidade operacional ainda mais elevada se comparada com levantamentos feitos com métodos convencionais.

Avaliação de circuito eletrônico para medição de temperatura em instalações agrícolas por meio da porta paralela de um computador

Os sistemas de aquisição de dados de temperatura disponíveis comercialmente apresentam alto custo e grande complexidade operacional para a sua utilização em instalações agrícolas climatizadas. Este trabalho teve por objetivos propor, calibrar e validar um circuito eletrônico de baixo custo para a aquisição de dados de temperatura com base na freqüência de oscilação da tensão elétrica (0 a 5 V). O sensor empregado no circuito foi um termistor com resistência ômica de 10 kômega 25 ºC e coeficiente de temperatura negativo. O circuito eletrônico, conectado a um computador via porta paralela, foi calibrado por comparação com um termômetro-padrão de mercúrio em vidro. Após as medições, análises de regressão foram realizadas com os dados experimentais, gerando-se equações que relacionam freqüência com resistência e resistência com temperatura. Os coeficientes de determinação demonstraram excelentes correlações entre as variáveis (R² > 0,9999). Posteriormente, foram realizadas comparações entre as medições obtidas com o circuito eletrônico e dois sistemas convencionais de aquisição de dados. Os resultados demonstraram que o circuito proposto é capaz de medir com exatidão e precisão a temperatura na faixa de 10 a 40 ºC.

Eficácia de dados Hyperion/EO-1 para identificação de alvos agrícolas: comparação com dados ETM+/Landsat-7

O objetivo desta pesquisa foi avaliar o uso de dados hiperespectrais Hyperion/EO-1 na discriminação de alvos agrícolas, comparando a acurácia de classificação obtida pelos dados desse sensor à obtida por dados multiespectrais ETM+/Landsat-7. Para isso, alvos agrícolas da região de Franca - SP, com diferenças espectrais bem definidas e outros alvos com diferenças espectrais sutis, imageados por ambos os sensores, em 16 de julho de 2002, foram discriminados utilizando o classificador supervisionado de Máxima Verossimilhança (MaxVer). Os alvos agrícolas com diferenças espectrais bem definidas foram caracterizados por seis classes de uso e cobertura do solo; já os com diferenças espectrais sutis, por cinco classes de variedades de cana-de-açúcar. Quando os dados ETM+ foram classificados, a acurácia foi de 91,5% para as classes de uso e cobertura do solo e de 67,6% para as classes de variedades de cana-de-açúcar, enquanto, para os dados do sensor Hyperion, a acurácia de classificação foi de 94,9% e de 87,1%, respectivamente, demonstrando, assim, a importância do uso de dados hiperespectrais na discriminação de alvos agrícolas com características espectrais semelhantes.