Aplicador dinâmico de herbicida e sensoriamento de altura: estratégias de automação para a roçadeira química Campo Limpo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Pierazzoli, Eugênio Teixeira Schreiber
Orientador(a): Perez, Naylor Bastiani
Banca de defesa: Perez, Naylor Bastiani, Pinho, Leonardo Bidese de, Lamego, Fabiane Pinto, Domingues Júnior, Julio Saraçol, Inamasu, Ricardo Yassushi
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Computação Aplicada
Departamento: Campus Bagé
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/7770
Resumo: A presente pesquisa de computação aplicada analisa e propõe melhorias ao funcionamento do aplicador seletivo de agroquímicos Campo Limpo, equipamento que promove o controle das ervas daninhas por contato direto dessas com cordas embebidas com solução contendo herbicida. O objetivo principal foi aprimorar a precisão da aplicação por meio do controle dinâmico da vazão associada à velocidade de deslocamento e ao nível de infestação. A primeira fase da pesquisa teve como objetivo automatizar o uso do dispositivo, relacionando a altura de plantas daninhas, obtida por sensores de baixo custo ao controle de plantas daninhas. A documentação do desempenho das atividades de pesquisa pode ser encontrada nos anexos, apresentados como relatórios técnicos. Um novo dispositivo autônomo foi prototipado para realizar atividades experimentais. Em conjunto com estudos teóricos o protótipo consolidou a relação entre os sensores e o ambiente, permitindo avaliar a eficiência dos sensores em detectar a altura das ervas daninhas. Os resultados preliminares do sistema desenvolvido demonstraram a viabilidade de detecção de plantas invasoras utilizando sensores de distância de baixo custo, especificamente o sensor laser ToF VL53L1X e o TFmini Plus, em conjunto com o sensor ultrassônico HC-SR04. A aplicação dinâmica e autorregulada do herbicida considerando os diferentes cenários de aplicação e as melhorias no módulo sensor, possibilitou o correto posicionamento dos aplicadores e a estabilização da quantidade de herbicida aplicada por área. Entretanto, o volume aplicado na primeira operação do sistema automatizado foi inferior ao esperado demandando novo procedimento experimental. Assim, a partir dos dados armazenados e uso de simulação computacional, foram identificadas as causas do menor volume de aplicação, permitindo a calibração do equipamento conforme desejado.
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O objetivo principal foi aprimorar a precisão da aplicação por meio do controle dinâmico da vazão associada à velocidade de deslocamento e ao nível de infestação. A primeira fase da pesquisa teve como objetivo automatizar o uso do dispositivo, relacionando a altura de plantas daninhas, obtida por sensores de baixo custo ao controle de plantas daninhas. A documentação do desempenho das atividades de pesquisa pode ser encontrada nos anexos, apresentados como relatórios técnicos. Um novo dispositivo autônomo foi prototipado para realizar atividades experimentais. Em conjunto com estudos teóricos o protótipo consolidou a relação entre os sensores e o ambiente, permitindo avaliar a eficiência dos sensores em detectar a altura das ervas daninhas. Os resultados preliminares do sistema desenvolvido demonstraram a viabilidade de detecção de plantas invasoras utilizando sensores de distância de baixo custo, especificamente o sensor laser ToF VL53L1X e o TFmini Plus, em conjunto com o sensor ultrassônico HC-SR04. A aplicação dinâmica e autorregulada do herbicida considerando os diferentes cenários de aplicação e as melhorias no módulo sensor, possibilitou o correto posicionamento dos aplicadores e a estabilização da quantidade de herbicida aplicada por área. Entretanto, o volume aplicado na primeira operação do sistema automatizado foi inferior ao esperado demandando novo procedimento experimental. Assim, a partir dos dados armazenados e uso de simulação computacional, foram identificadas as causas do menor volume de aplicação, permitindo a calibração do equipamento conforme desejado.This applied computing study analyzes and proposes improvements for operation of the Campo Limpo selective applicator for agrochemicals, a device that promotes weed control by the contact of wet ropes with herbicide on weeds. The main objective is to improve application technology by dynamically controlling the herbicide flow as a function of speed and weed infestation density. The first phase of the research aimed to automate the measure of weed height using low-cost sensors. Documentation of research performance activities can be found in annexes presented as a technical report. A new autonomous device was prototyped to carry out experimental activities. In conjunction with theoretical studies the prototype consolidated the relationship between sensors and environment, allowing to evaluate the efficiency of sensors in detecting the height of weeds. The preliminary results demonstrated the feasibility of identifying invasive plants height using low-cost distance sensors, specifically the ToF laser sensor VL53L1X and the TFmini Plus, together with the ultrasonic sensor HC-SR04. The dynamic and self-regulated application of herbicide considering different application scenarios and the improvements in the sensor module, allowed the correct positioning of herbicides applicators and the stabilization of the amount of herbicide applied per area. However, volume applied in the first automated system operation was lower than expected requiring a new experimental procedure. Using data stored and computing simulation causes of lower volume of application were identified allowing the calibration of the equipment as desired.porUniversidade Federal do PampaMestrado Acadêmico em Computação AplicadaUNIPAMPABrasilCampus BagéCNPQ::ENGENHARIASSensoriamento de pastagemPecuária de precisãoControle de plantas daninhasRecuperação de pastagensPasture sensingPrecision agricultureWeed controlPasture restorationAplicador dinâmico de herbicida e sensoriamento de altura: estratégias de automação para a roçadeira química Campo Limpoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAORIGINALDisserta__o___Eugenio_Pierazzoli_FINAL_Mat2010101568.pdfDisserta__o___Eugenio_Pierazzoli_FINAL_Mat2010101568.pdfapplication/pdf40954902https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/134efe97-1606-454d-89e5-50408645e664/download9d4a1c39ff7c837cb47be09bde0ed2eeMD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81854https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/714330a2-0db7-4978-a260-56ea186a694a/downloadc9ad5aff503ef7873c4004c5b07c0b27MD52falseAnonymousREADriu/77702022-11-16 16:55:11.146open.accessoai:repositorio.unipampa.edu.br:riu/7770https://repositorio.unipampa.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2022-11-16T16:55:11Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)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