Trabalho_Automacao_Fazenda_Rev03

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Programa de Graduação em Engenharia Mecânica 
 
Aron Matheus Carvalho Queiros 
David Junio da Cunha Soares 
Gabriel Henrique Reis 
Giovanna Teodoro de Oliveira Bastos 
Pedro Henrique Prado Pinho 
Pedro Paulo de Assis Alves 
Renato Zampier Lacerda Maximiano 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA: AUTOMAÇÃO DE UMA FAZENDA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Contagem 
2019
Aron Matheus Carvalho Queiros 
David Junio da Cunha Soares 
Gabriel Henrique Reis 
Giovanna Teodoro de Oliveira Bastos 
Pedro Henrique Prado Pinho 
Pedro Paulo de Assis Alves 
Renato Zampier Lacerda Maximiano 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA: AUTOMAÇÃO DE UMA FAZENDA 
 
Trabalho de automação de informática industrial a ser 
apresentado para Graduação em Engenharia Mecânica 
da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, 
como requisito parcial na obtenção de título de Bacharel 
em Engenharia Mecânica. 
 
Orientador: Prof. Luiz Carlos Figueiredo 
 
 
 
 
 
 
Contagem 
2019
SUMÁRIO 
 
1 OBJETIVO .................................................................................................................................................. 4 
2 CÓDIGOS E NORMAS .............................................................................................................................. 4 
3 ESCOPO ..................................................................................................................................................... 6 
4 CARACTERÍSTICAS GERAIS ................................................................................................................. 7 
4.1 REQUISITOS GERAIS .............................................................................................................................. 7 
4.2 REQUISITOS TÉCNICOS GERAIS ............................................................................................................ 7 
4.3 REQUISITOS DE INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE .................................................................................. 7 
5 CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS ....................................................................................................... 8 
5.1 CONTROLE DE PRODUÇÃO DE LEITE ..................................................................................................... 8 
5.1.1 Sensor de visão para aprimorar a linha de produção .............................................................. 8 
5.1.2 SENSOR DE NÍVEL .................................................................................................................................. 9 
5.1.3 Sensor de temperatura ................................................................................................................... 11 
5.1.4 COLEIRA TRANSPONDER ...................................................................................................................... 12 
5.1.5 Sensor de Luminosidade ............................................................................................................... 13 
5.1.6 Características Específicas .......................................................................................................... 14 
5.1.6.1 Características ..................................................................................................................................................... 15 
5.1.6.2 Grupos de vácuo dimensionados para qualquer tipo de equipamento........................................................ 16 
5.2 MONITORAMENTO DE SILOS ................................................................................................................ 19 
5.2.1 Monitoramento via ultrassom, temperatura e umidade no armazenamento de grãos .. 19 
5.3 SELETORA DE GRÃOS OU FRUTOS ...................................................................................................... 24 
5.3.1.1 Sensor de cor ....................................................................................................................................................... 25 
5.3.1.2 Sistema de empacotamento semi-automático ................................................................................................ 26 
5.3.1.3 Célula de Carga ................................................................................................................................................... 26 
5.3.1.4 CLP ........................................................................................................................................................................ 26 
5.4 CONTROLE DE IRRIGAÇÃO ................................................................................................................... 28 
5.4.1 Sistema Moto-Bomba ..................................................................................................................... 28 
5.4.1.1 Detalhes Técnicos ............................................................................................................................. 28 
5.4.2 Sistema De Microaspersão ........................................................................................................... 29 
5.4.2.1 Escolha do Aspersor ........................................................................................................................................... 30 
5.4.3 Automação De Sistemas De Irrigação ....................................................................................... 31 
5.4.4 Sensores de Umidade .................................................................................................................... 32 
5.4.5 Blocos de resistência elétrica ...................................................................................................... 33 
5.4.6 Tensiômetro ...................................................................................................................................... 33 
5.4.7 Irrigás .................................................................................................................................................. 34 
5.4.8 Sensores Fotoelétricos .................................................................................................................. 35 
5.4.9 Controladores ................................................................................................................................... 36 
5.4.10 Hardware ............................................................................................................................................ 37 
REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................40 
 
 
 
4 
 
1 OBJETIVO 
 
 Esta especificação técnica estabelece todos os requisitos necessários para a 
automatização de uma fazenda, idealizada para as ações de controle de irrigação, 
controle de produção de leite, monitoramento de silos e seletora de grãos ou frutos, 
e será utilizada apenas com o intuito de aprendizado na disciplina de AUTOMAÇÃO 
E INFORMÁTICA INDUSTRIAL da grade curricular do curso de graduação de 
engenharia mecânica da PUC Minas Contagem. 
 
2 CÓDIGOS E NORMAS 
 
 É exigido o atendimento integral às Normas Regulamentadoras do Ministério 
do Trabalho e Emprego, conforme Portaria 3.214 de 08/06/1978. 
 O fornecimento completo, incluindo materiais, projeto, componentes, 
fabricação, montagem, ensaios, condições de serviço, desempenho e segurança 
pessoal e operacional, deve estar de acordo com os Órgãos Normativos e /ou 
Normas e Regulamentações indicadas a seguir: 
 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas: 
 
 NBR 9635 Equipamentos de irrigação agrícola - Válvulas de irrigação - 
Parte 1: Requisitos gerais, elaborada pelo Comitê Brasileiro de Tratores e Máquinas 
Agrícolas e Florestais (ABNT/CB-203); ABNT NBR ISO/TS 28924:2016 - Máquinas agrícolas - Proteções para partes 
móveis de transmissão de potência - Abertura da proteção sem ferramenta; 
 ABNT NBR ISO 5674:2017 - Tratores e máquinas agrícolas e florestais — 
Proteções para eixos de transmissão da tomada de potência (TDP) — Ensaios de 
resistência e desgaste e critérios de aceitação; 
 ABNT NBR ISO 8210:2016 - Equipamentos para colheita — Colhedoras de 
grãos — Procedimento de ensaio; 
 ABNT NBR ISO 7914:2016 - Máquinas florestais — Motosserras portáteis — 
Espaçamentos e tamanhos mínimos da empunhadura; 
5 
 
 ABNT NBR ISO 15077:2016 - Tratores e máquinas agrícolas autopropelidas - 
Controles do operador - Forças de acionamento, deslocamento, localização e 
método de operação; 
 ABNT NBR ISO 5697:2016 - Veículos agrícolas e florestais — Determinação 
do desempenho de frenagem; 
 ABNT NBR ISO 5700:2015 - Estruturas de proteção na capotagem (EPC) - 
Método de ensaio estático e condições de aceitação; 
 ABNT NBR ISO 8082-1:2016 - Máquinas florestais autopropelidas - Ensaios 
de laboratório e requisitos de desempenho para estruturas de proteção na 
capotagem. Parte 1: Máquinas gerais; 
 ABNT NBR ISO 11783-6: 2017 - Tratores e máquinas agrícolas e florestais - 
Rede serial para comunicação de dados e controle, Parte 6: Terminal virtual; 
 ABNT NBR ISO 17962:2017 - Máquinas agrícolas - Equipamento para 
semeadura - Minimização dos efeitos ambientais de exaustão do ventilador de 
sistemas pneumáticos; 
 ABNT NBR ISO 18471:2017 - Equipamentos de irrigação agrícola - Filtros - 
Verificação do grau de filtragem; 
 ABNT NBR ISO 14223-2:2016 - Identificação de animais por radiofrequência - 
Transponders avançados. Parte 2: Código e estrutura de comando; 
 NBR 10139 Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos; 
 NBR 10140 Sistemas Hidráulicos de Potência; 
 NBR 14039 Instalações Elétricas de Média Tensão; 
 rata das características e da qualidade do produto na indústria; 
 IN 77 São definidos critérios para obtenção de leite de qualidade e seguro ao 
consumidor e que englobam desde a organização da propriedade, suas instalações 
e equipamentos, até a formação e capacitação dos responsáveis pelas tarefas 
cotidianas, o controle sistemático de mastites, da brucelose e da tuberculose; 
 
ISO - International Organization for Standardization 
 
 ISO 2372 Análise de Vibração; 
 MTE - Ministério do Trabalho e do Emprego; 
 NR 10 Segurança das Instalações e Serviços em Eletricidade; 
6 
 
 NR 12 Máquinas e Equipamentos; 
 NR 31 Segurança e saúde no trabalho na agricultura, pecuária silvicultura, 
exploração florestal e aquicultura. 
 
DIN - Deutsches Institut für Normung 
 
 DIN SPEC 55572 - Packaging material recycling - Report on substances and 
materials which may impede recycling (ISO/TR 17098:2013); 
 DIN EN 415-10 - Safety of packaging machines - Part 10: General 
requirements; German version EN 415-10:2014; 
 CAC/RCP 53 - Code of Hygienic Practice for Fresh Fruits and Vegetables. 
No caso de conflito entre as normas e códigos, regulamentos e recomendações 
prevalecerão aqueles que prescreverem maior rigor. 
 
3 ESCOPO 
 
 A fazenda deverá conter como unidade operacional completa, conforme 
indicado nesta especificação, com todos os componentes mecânicos, elétricos e de 
controle, materiais e acessórios necessários à pronta instalação e entrada em 
operação, incluindo, sem a eles se limitar, os seguintes itens: 
 
 Sistema de controle de irrigação; 
 Produção de leite; 
 Monitoramento de silos; 
 Seletora de grãos ou frutas; 
 Sistema de alarme / parada de emergência / urgência / normal; 
 Monitoramento do nível de vibração; 
 Sistema de diagnostico on-line; 
 Sensor para garantia que o ângulo de trabalho esteja alinhado; 
 Sensor para monitoramento da quantidade de material na entrada e saída do 
silo; 
 Sistema supervisório. 
 
7 
 
4 CARACTERÍSTICAS GERAIS 
 
4.1 Requisitos Gerais 
 
 A capacidade nominal e do projeto de automatização da fazenda, assim como 
as demais características de operação, deverão ser garantidas para qualquer 
situação de operação dos equipamentos. 
 O fator de projeto e a capacidade de projeto são definidos como a capacidade 
de produção, acima da nominal, que o equipamento pode operar com segurança, 
podendo ser utilizada, principalmente, no caso de recuperação de produção. 
 Todos os equipamentos mecânicos, elétricos e de instrumentação deverão 
apresentar facilidades de acesso seguro ao pessoal de manutenção nas 
intervenções programadas e não programadas, principalmente acionamentos, 
engrenagens, equipamentos hidráulicos, lubrificação e revestimentos. 
 O equipamento deverá permitir uma operação segura e simples, utilizando, 
sempre que possível, comandos manuais ou automáticos de ajuste da abertura para 
a coleta do leite, a seleção dos frutos bons e ruins, preferencialmente sem 
interrupção da produção. 
 
4.2 Requisitos Técnicos Gerais 
 
 O projeto da fazenda deverá ter referências de aplicação e utilização 
equivalentes ao especificado. 
 O fornecedor deve levar em consideração os fatores críticos de coletas, 
armazenamento e conservação do material e estoque, característicos deste tipo de 
equipamento, no seu projeto e dimensionamento. 
 
4.3 Requisitos de instrumentação e controle 
 
 O fornecedor deverá incluir toda a instrumentação para garantir uma 
operação segura, eficiente e confiável para as vacas. 
 Todo sistema que requerer proteção deverá ser provido com sensores para 
acionar alarmes, e quando necessário, prover desligamento automático do sistema. 
8 
 
 A interligação destes instrumentos será feita no sistema de automação e 
supervisão. 
 Todos os instrumentos deverão ser à prova de fatores climáticos e pó e 
ajustáveis sobre seus limites em plena operação. 
 Os frutos deverão ser selecionados de acordo com seu nível de maturidade, 
de modo que possam ser direcionados aos mercados adequados, levando-se em 
consideração o tempo de transporte. Para determinar o nível de maturidade do fruto, 
deverá ser utilizado um sistema de inspeção visual com câmera CCD, baseando-se 
na variação do padrão RGB de coloração captado pelos sensores da câmera. 
 Após selecionados os frutos, estes devem seguir por uma esteira, onde serão 
depositados em grades posicionadas sobre balanças em esteiras ligadas ao PLC, de 
modo que ao atingir o peso especificado da embalagem, apenas a esteira que 
atingiu o peso específico pare. A embalagem cheia, será empurrada para a rampa 
de rolos, um sinal luminoso em cada posto de abastecimento acenderá, indicando a 
necessidade de uma embalagem vazia ao operador. 
 
5 CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS 
 
5.1 Controle de Produção de Leite 
 
5.1.1 Sensor de visão para aprimorar a linha de produção 
 
 Em uma indústria, a perfeição está sempre em primeiro lugar. Mesmo com 
robôs altamente tecnológicos e automatizados, algum tipo de imperfeição no produto 
pode deixar de ser notada. Mas, para que as fábricas não perdessem a qualidade, 
cada vez mais empresas estão usando o sensor. O equipamento identifica, de 
maneira rápida e precisa, os defeitos dos materiais produzidos na indústria. A 
inspeção e rastreabilidade na linha de produção realizada pelo sensor de visão é 
mais eficiente do que a que é feita pelo ser humano. 
 No caso da produção de leite o sensor de visão utiliza um feixe laser para a 
leitura e indicação exata do local onde a teteira deve se encaixar nas tetas da vaca, 
permitindo assim o perfeito acoplamento da ordenhadeira automática. Cada 
ordenhadeira (no caso duas) possui um sensor de visão. 
 
9 
 
Figura 1 - Sensor de visão 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Citisystems Automação Industrial 
 
5.1.2 Sensor de Nível 
 
 A chave de nível tipo óptico, é utilizado para monitoramento de nível de 
líquidos.O sensor óptico consiste em um LED infravermelho e um receptor de luz. 
 A luz do LED é direcionada em um prisma o qual forma a ponta do sensor. 
Enquanto a ponta não é imersa no líquido, a luz é reflexionada do prisma ao 
receptor. 
 Se o líquido se eleva no tanque e entra em contato com o sensor, o raio de 
luz é refratado pelo líquido, assim o receptor não recebe ou somente uma fração da 
luz e reage à alteração ligando um contato. 
 O status da chave pode ser lido diretamente no sensor (LED amarelo). 
 
Figura 2 - Especificações do sensor de nível 
10 
 
 
 
Fonte: WIKA do Brasil Ind. e Com. Ltda 2019 
 
Figura 3 – Chave de nível tipo óptico para aplicações industriais Modelo OLS-C01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: WIKA do Brasil Ind. e Com. Ltda 2019 
 
 Neste trabalho o sensor de nível será utilizado para o monitoramento do 
nível de leito dentro do reservatório, fazendo com que o sistema indique o momento 
mais adequado para realização da coleta. O sistema deverá ser dotado de dois 
sensores, um de nível alto e outro de nível baixo. 
 
 
 
 
11 
 
5.1.3 Sensor de temperatura 
 
 Os termômetros, são utilizados para a medição da temperatura em áreas 
externas, bem como salas frias e instalações de produção e armazenamento. Os 
sensores de temperatura, podem ser fornecidos como com o elemento de medição 
integrado na caixa. Para evitar medições erradas devido à radiação intensa dos 
raios solares, alguns modelos possuem um protetor solar como acessório. Ao 
selecionar o elemento de medição apropriado, é necessário verificar a 
compatibilidade com os sistemas de controle utilizados. Elementos de platina 
oferecem a vantagem de atender as normas internacionais (IEC/EN 60751). Devido 
aos critérios específicos de material e produção, a padronização dos elementos de 
semicondutores, como NTCs, é impossível. Por esse motivo, sua intercambialidade 
é limitada. Outras vantagens de sensores de platina são: melhor estabilidade ao 
longo prazo e melhor desempenho com ciclos de temperatura, uma faixa de 
temperatura mais ampla assim como alta exatidão e linearidade. Alta exatidão e 
linearidade também são possíveis com NTC, mas somente em uma faixa de 
temperatura limitada. Isso é uma vantagem contra a baixa sensibilidade dos 
elementos platina. Os sensores de temperatura para ambientes externos geralmente 
são utilizados em aplicações onde não é necessária uma medição de temperatura 
de alta exatidão. Para custos menores quanto ao sensor de medição, eles podem ter 
sensores com a ligação a 2 fios. Para nossa fazenda, serão utilizados três sensores 
de temperatura, posicionados de forma estratégica na planta da ordenhadeira. 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
Figura 4 - Sensor de temperatura para ambientes externos Modelo TF41. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: WIKA do Brasil Ind. e Com. Ltda 2019 
 
5.1.4 Coleira transponder 
 
 O sistema C-Tech foi desenvolvido para facilitar a vida do produtor, 
monitorando o gado 27 horas por dia e oferecendo relatórios detalhados sobre a 
ruminação, atividade e lazer de cada animal. Com base nas informações, o sistema 
detecta calor, levando em consideração três parâmetros comportamentais, o que 
aumenta significativamente a eficiência do sistema. Além da detecção de calor, o C-
Tech realiza um monitoramento detalhado do estado de conforto e bem-estar do 
animal, alertando o produtor sempre que um bovino apresenta alterações em seu 
padrão de comportamento. Ao passarem por antenas instaladas na entrada do local 
de ordenha, as coleiras enviam as informações coletadas para um software 
disponível em qualquer computador com acesso à internet, onde serão organizadas 
e analisadas. De acordo com o professor Cecim, as análises são feitas com base em 
comparações do comportamento do animal. “Se a vaca diminuiu seus níveis de 
atividade e ruminação, e aumentou as taxas de ócio, por exemplo, pode ser um sinal 
13 
 
de que está doente, e o recomendável é o produtor contatar o veterinário 
responsável”. O mesmo acontece quando o nível de atividade aumenta, 
enquanto os outros parâmetros diminuem, significando um possível estado de cio. 
 
Figura 5 – Sistema de monitoramento 
 
Fonte: Chip Inside 2015 
 
 
 
 
5.1.5 Sensor de Luminosidade 
 
 O Sensor de Luminosidade é um sensor capaz de detectar a intensidade de 
luz ambiente com precisão e agilidade na comunicação com o microcontrolador. Ele 
é um sensor que transforma intensidade de luz em uma saída de sinal digital que 
pode ser lido por vários microcontrolador. 
 O Sensor de Luminosidade geralmente combina um fotodiodo de banda larga 
(visível mais infravermelho) e um fotodiodo de resposta infravermelha em um único 
circuito integrado CMOS capaz de fornecer uma resposta quase fotóptica em uma 
faixa dinâmica efetiva de 20 bits (resolução de 16 bits). Possui dois conversores 
ADC integração convertem as correntes de fotodiodo em uma saída digital que 
representa a irradiância medida em cada canal usando uma fórmula empírica para 
aproximar a resposta do olho humano. Embora sejam úteis para aplicações de 
detecção de luz de uso geral, os dispositivos TSL2560 são projetados especialmente 
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para painéis de exibição (LCD, OLED etc.) com a finalidade de prolongar a vida útil 
da bateria e fornecer uma visualização ideal em diversas condições de iluminação. 
Principais Características: 
 
 Tensão de operação: 3-5V 
 Faixa de medição: 0,1-40.000 Lux 
 Interface: I2C 
 Endereço I2C: 0x39, 0x29, 0x49 (selecionáveis com jumper) 
 Dimensões: 19 x 16mm 
 
Figura 6 - Sensor de Luminosidade TSL2561 
 
Fonte: Curto Circuito Componentes Eletrônicos Ltda Me 2018 
 Este sensor de luminosidade será utilizado para controle da luminosidade na 
parte interior da ordenhadeira. Como a planta da ordenhadeira possui uma área 
considerável, serão utilizados quatro sensores para este controle. 
 
5.1.6 Características Específicas 
 
 A ordenhadeira, como um todo, deverá ter um sistema de higienização das 
tetas da vaca, feixe laser para a leitura e indicação exata do posicionamento da 
teteira no sistema de ordenha do leite. 
Deverá conter um sistema de gerador em caso de queda de energia, controle de 
temperatura, sistema de monitoramento de produção de leite de cada vaca e 
controle do nível do recipiente onde o leite estará armazenado. 
 As ordenhadeiras canalizadas foram desenvolvidas para atender todas as 
necessidades do pequeno ao grande produtor de leite. Incorporam conceitos 
tecnológicos de última geração e apresentam a melhor relação custo-benefício do 
15 
 
mercado, por sua concepção simples e robusta, associando baixo custo de 
manutenção com durabilidade. 
 
5.1.6.1 Características 
 
 Melhor aproveitamento do potencial de produção do rebanho 
 Menor tempo de ordenha 
 Dimensionamento técnico adequado as normas ISO 5707 e NBR14764 e 
14765 
 Melhor qualidade do leite 
 Melhor relação Custo x Benefício 
 Resistente a altas temperaturas e elevados níveis de vácuo 
 Anticorrosivo 
 Comprovadamente atóxico 
 Perfeito acabamento interno e externo 
 
 
16 
 
Figura 7 – Ordenhadeira canalizada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Milkparts 2019 
 
5.1.6.2 Grupos de vácuo dimensionados para qualquer tipo de equipamento 
 
 Entradas de leite na tubulação com ângulo de 180º confeccionadas em aço 
inox AISI 304, mantendo a estabilidade de vácuo nas unidades de ordenha. 
 Conjunto de ordenha com coletor orbital com vazão de 16l/min, de alta 
performance que se adapta a todo tipo de rebanho leiteiro. 
 Suporte das duchas com apoio para o coletor em aço inox fixado na parede 
do fosso proporcionando maior agilidade no manejo dos conjuntos (teteira em 
silicone opcional).17 
 
Figura 8 – Células de automatização 
 
Fonte: Jornal do comércio 2017 
 A fazenda terá duas ordenhadeira automáticas trabalhando de forma 
integrada, cada uma deve possuir capacidade de ordenhar 50 vacas, produzindo 
aproximadamente 1500 litros por dia. 
 
5.1.7 Tanque de armazenamento e resfriamento do leite cru 
 
 Para obtermos um melhor controle da qualidade do leite, é necessário levar 
em consideração três pontos principais: limpeza dos equipamentos, controle da 
mastite e o resfriamento do leite. 
 Dentre estes três pontos principais, podemos destacar o resfriamento do leite, 
pois, quando é realizado o resfriamento do leite a 4 ºC, em menos de 3h, pode ser 
verificado que há uma inibição do crescimento de microrganismo presentes no leite. 
 Lembrando que não ocorre a eliminação destes microrganismos, mas sim 
uma drástica redução da velocidade de multiplicação. 
 Levando estas questões em consideração o tanque de armazenamento deve 
possuir, além do sensor de nível, um sistema de refrigeração integrado. 
 
 
18 
 
5.1.7.1 Principais características 
 
 Este tanque deve ser fabricado em aço inoxidável, com capacidade de no 
mínimo 5000 litros. 
Figura 9 – Tanque para armazenamento e resfriamento do leite. 
 
 
Tabela 1 – Modelos e características do tanque de armazenamento e resfriamento. 
Modelo KQ-5T KQ-6T KQ-8T KQ-10T 
Capacidade (L) 5000 6000 8000 10000L 
Saída de refrigeração (W) 37000 38000 55000 74000 
Líquido de refrigeração (R) R22/404UM R22/404UM R22/404UM R22/404UM 
Propriedade isolante ≤1ºC/5h ≤1ºC/5h ≤1ºC/5h ≤1ºC/6h 
Velocidade do Agitador (rpm) 36 36 36 36 
Potência (KW) 10.5 11 13 19.2 
Alimentação 380V/50Hz,3fases 380V/50Hz,3fases 380V/50Hz,3fases 380V/50Hz,3fases 
Dimensões (mm) 3900*2050*2150 4500*2050*2150 6300*2050*2250 8000*2100*2400 
Peso (Ton) 1.1 1.3 1.8 2,05 
 
 
 
 
 
19 
 
5.1.7.2 Sistema de refrigeração 
 
Compressor: Maneurop 
O refrigerante R404A ou R22 
 
 
 
5.1.7.3 Características do painel de controle 
 
A. Temperatura atual 
B. Sistema de controle da geladeira e ajuste de temperatura do leite. 
C. Ajuste do agitador para misturar completamente o leite. 
D. Alarme de aviso 
 
5.2 Monitoramento de Silos 
 
5.2.1 Monitoramento via ultrassom, temperatura e umidade no 
armazenamento de grãos 
 
Grãos armazenados estão sujeitos à degradação causada por fatores como 
fungos, insetos e condições climáticas desfavoráveis que causam perda na 
qualidade. A utilização de sistemas de monitoramento aliados à técnicas que 
reduzam a temperatura e controlem a umidade dos grãos pode evitar estes 
problemas. Para a aquisição de dados serão desenvolvidas unidades remotas 
compostas de sensores de temperatura e umidade, e um sensor que permita avaliar 
a presença de grãos. Estas deverão se comunicar com uma unidade central, que 
contará com uma interface gráfica que possibilite ao usuário alterar parâmetros do 
sistema de controle, bem como acionar manualmente os sistemas do silo. 
Para a fazenda em questão, será considerado o monitoramento e controle de 
apenas um silo. 
 
 
20 
 
 
 
5.2.2 Organização do sistema em blocos 
Figura 10 – Diagrama de blocos do sistema 
5.2.3 Aquisição de dados de temperatura e Umidade 
 Para medir a temperatura e umidade relativa do ar presente no interior do silo 
foi escolhido o sensor DHT22 que pode medir com precisão de até ±2% a faixa de 
umidade entre 20 e 80%, e com ±5% a faixa restante. A faixa de temperatura vai de -
40oC até 80 ºC com precisão de até ±1 ºC. Serão utilizados 2 sensores DHT22 pré-
dispostos em localização defasada de 180º entre eles, para maior abrangência. 
 
Figura 11 – Sensor DHT22 
 
De acordo com o datasheet (AOSONG, 2014) o sensor conta com um µC de 
8 bits e circuitos de compensação de temperatura. O elemento que mede a 
temperatura é um NTC, e a umidade fica por conta de um elemento capacitivo. A 
vantagem deste componente é que ele combina os dois sensores em um mesmo 
21 
 
encapsulamento, além de contar com calibração feita pela fábrica, onde o 
coeficiente de calibração é gravado em uma memória não volátil (não perde os 
dados após o desligamento de energia). 
Além disso, o sensor também não necessita de condicionamento de sinal, 
visto que a comunicação é realizada por um único fio, pelo qual os bytes são 
enviados na ordem mostrada na tabela. 
 
Os dados das grandezas são de 16 bits, seguidos pelo Checksum de 8 bits, a 
conversão é feita de bits em valores decimais. 
 
5.2.4 Nível de grãos 
 Juntamente com o sensor DHT22 foi utilizado um sensor de ultrassom, 
modelo HCSR04, para detectar a presença de grãos na região onde a unidade 
remota se encontra. Este tipo de sensor normalmente é utilizado para calcular 
distâncias, porém ele funcionará como um sensor de presença, ajudando a estimar o 
nível de grãos presente dentro da unidade de armazenamento. Será utilizado 1 
sensor HCSR04 no topo interno do silo para melhor propagação das ondas de 
ultrassom. 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
Figura 12 – Sensor HCSR04 
 
Partindo do princípio que uma detecção positiva indica que existem grãos no 
entorno de determinada unidade remota, basta saber sua localização para estimar a 
altura da coluna de grãos. 
5.2.5 Controlador Lógico Programável (PLC) 
 Toda automatização do sistema será feita através do PLC, o sistema 
precisará sempre contar com um cérebro que vai dizer às partes mecânicas e 
elétricas quando ligar, desligar e o que fazer. Atualmente, o PLC é uma das 
tecnologias mais utilizadas para esse fim. Em resumo, o PLC é como o cérebro de 
um organismo interligado. Ele pode ser programado e reprogramado quantas vezes 
forem necessárias e também pode controlar mais de um aparelho ao mesmo tempo. 
 
Figura 13 - Controlador Lógico Programável 
23 
 
 
 
5.2.6 Interface gráfica 
 Paralelamente ao desenvolvimento das rotinas de leitura dos sensores e 
envio dos dados realizado pelo PLC, é implementado uma interface gráfica. O 
equipamento possui resolução de 240x320 pixels e tecnologia touchscreen resistiva. 
 
Figura 14 – Placa de desenvolvimento 
 
Dado o desenvolvimento, será separado uma tela para cada função presente 
mais os ajustes, totalizando 4 telas diferentes: MONITORAMENTO, NÍVEL DE 
GRÃOS, CONTROLE e SELEÇÃO DE GRÃOS. 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3 Seletora de Grãos ou Frutos 
 
A fim de distribuir sempre os melhores produtos aos clientes, a fazenda deve 
possuir um sistema automático capaz de descartar produtos não conformes. 
25 
 
 
5.3.1 Seleção de frutos 
Os frutos deverão ser selecionados de acordo com seu nível de maturidade, 
de modo que possam ser direcionados aos mercados adequados, levando-se em 
consideração o tempo de transporte. Para determinar o nível de maturidade do fruto, 
deverá ser utilizado um sistema de inspeção visual com câmera CCD, baseando-se 
na variação do padrão RGB de coloração captado pelos sensores da câmera. 
 
5.3.1.1 Sensor de cor 
 
Será utilizado um único sensor de cor TCS3200 para montar facilmente um 
sistema de reconhecimento de cores com Arduino. 
O sensor de cor TCS3200 utiliza o chip TCS3200 para detectar o nível de cor 
RGB (Red, Green e Blue, ou Vermelho, Verde e Azul) do objeto que for colocado em 
frente ao sensor. 
O chip TCS3200 tem 64 fotodiodos: 16 com filtro para a cor vermelha, 16 para 
a verde, 16 para a azul e 16 sem filtro. Esses fotodiodos captam a intensidade da 
luz, filtrando as cores e gerando a informação correspondente no pino OUT, que vai 
enviar os dados para o microcontrolador. 
O sensor possui duas fileiras de 5 pinos, onde encontramos os pinos de 
controle (S0, S1, S2, S3), saída (OUT), controle do Led (LED) e alimentação(VCC e 
GND). Os pinos Vcc e GND estão em duplicidade, e você pode usar qualquer um 
deles para alimentar o módulo. 
Os pinos S0 e S1 determinam a frequência de saída, e os pinos S2 e S3 
determinam qual nível de cor será detectado no momento, segundo a tabela abaixo: 
 
Tabela 2 - Correlação de pulsos e cores no TCS3200 
 
 
26 
 
5.3.1.2 Sistema de empacotamento semi-automático 
 
Após selecionados os frutos, estes devem ser guiados por esteira para 
embalagens pesadas para que possam ser transportados aos clientes. O sistema 
para controle do peso das embalagens é composto conforme elementos descritos a 
seguir. 
 
5.3.1.3 Célula de Carga 
 
De acordo com PEREIRA (2015), as células de carga baseiam-se na 
deformação de um extensômetro que variam sua resistência de acordo com a 
deformação sofrida, com base nesta resistência e nas especificações do material 
utilizado para suportar o extensômetro, é possível saber qual a carga está sobre a 
célula de carga. 
Para este trabalho é recomendado a utilização de uma balança com 
capacidade de até 60Kg, que ligada ao PLC, permitirá a interrupção do 
abastecimento e o ascendimento de uma luz no posto, indicando ao operador a 
necessidade de uma caixa vazia. 
 
Figura 15 - Balança Industrial. 
 
Fonte: PEREIRA (2015) 
 
5.3.1.4 CLP 
 
Baseando no conceito apresentado por PEREIRA (2015) um CLP é um 
dispositivo que processa as informações de sensores e retorna ações baseando em 
27 
 
valores pré-definidos. 
Figura 16 - Constituição de um CLP. 
 
Fonte: PEREIRA (2015) 
 
Neste sistema de empacotamento, será utilizado um CLP, que receberá 
informações da balança e ativará ou desativará a esteira, além de ascender e 
apagar a lâmpada indicativa. 
 
 
5.3.2 Seleção de Grãos 
Para o sistema de seleção de Grãos será utilizada uma máquina, onde os 
grãos são depositados em um reservatório disposto na parte superior do 
equipamento. Ao serem liberados do reservatório, os grãos escorregarão através de 
uma chapa de alumínio tratado, resistente à abrasão e dotada de ranhuras que 
servirá de guia aos grãos para as próximas etapas do processo. 
Após serem dispostos nas guias, um sistema de processamento de imagens, 
composto por uma câmera de alta velocidade e precisão, realizará a análise dos 
grãos baseado em cores pré-determinadas no supervisório: sistema análogo à 
seleção dos frutos. 
Uma vez que a inspeção visual foi realizada pelo sistema, os grãos que não 
estiverem de acordo com o padrão desejado deverão ser descartados. Para isso, 
bicos pneumáticos de alta pressão alinhados às ranhuras-guias expelem os grãos 
não conformes para a bandeja de rejeito, conforme o padrão levantado pelo sistema 
28 
 
de reconhecimento de cores. 
O sistema deve ser capaz de armazenar até cinco configurações de Grãos. 
 
5.4 Controle de Irrigação 
 
5.4.1 Sistema Moto-Bomba 
 
 Sistema com funcionamento automático através de pressostato. Utilizado em 
pressurização de redes hidráulicas que requerem alto consumo de água. Economiza 
energia, devido ao gerenciador eletrônico do sistema. Possui painel de controle que 
faz o revezamento das motobombas e partidas em cascatas. 
 
5.4.1.1 Detalhes Técnicos 
 
 Motobombas centrífugas Série VME, motor elétrico trifásico IP-55, 2 polos, 60 
Hz 
 Intermediário, base e flanges das motobombas de ferro fundido, com pintura a 
fundo E-COAT 
 Rotores fechados, difusores e carcaça de aço inox 
 Selo mecânico constituído de aço inox AISI-316, EPDM, carbeto de silício e 
grafite 
 Válvula de retenção incorporada  Barriletes galvanizados na sucção e 
recalque 
 Painel de comando com display 
 Temperatura máxima do líquido bombeado: 60°C 
 Tensão única: Trifásico 220 V ou 380 V 
 
Figura 17 – Descrição do motor 
29 
 
 
 
 A motobomba escolhida foi a SKID 2X VME 5630, por ser uma motobomba 
para médio porte e que atende as necessidades de vazão necessárias. 
 
5.4.2 Sistema De Microaspersão 
 
 São muitas as vantagens da utilização da aspersão, como por exemplo, a 
operação fácil e cômoda, a rápida adaptação dos operadores, adaptabilidade do 
sistema às condições topográficas e geométricas do terreno, possui alta eficiência 
de aplicação, assim como o domínio e o controle da mesma, sendo possível 
adequar a intensidade de aplicação a todos os tipos de solo. O conhecimento das 
vantagens e limitações da aspersão é importante na escolha e implantação do 
sistema, e permite a utilização racional do sistema de irrigação escolhido. 
(FRIZZONE, 1992). 
 Os aspersores podem ser considerados como o principal componente do 
sistema de irrigação, pois são eles os responsáveis pela distribuição da água na 
superfície do terreno, através de um ou mais bocais, sob forma de precipitação. 
Normalmente um aspersor é constituído de: braço oscilante, mola de controle, 
cabeçote, defletor, bocal e corpo. 
 
Figura 18 – Microaspersores John Deere S2000. Fonte: John Deere 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.4.2.1 Escolha do Aspersor 
 
 Um espectro variado de critérios pode ser utilizado na seleção do aspersor a 
ser utilizado, entre elas temos a pressão de serviço, a vazão, alcance do jato, 
tamanho de gotas, ângulo de lançamento do jato de água etc. (VIEIRA, 1996). 
Na hora da escolha do tipo de aspersor a ser utilizado no sistema de irrigação por 
aspersão, devem-se considerar alguns fatores como: cultura, tipo de solo, qualidade 
da água, manejo da irrigação, condições desejadas na aplicação da água (pressão, 
vazão, horários), mão-de-obra, cálculos econômicos entre outros. Por outro lado, 
devem-se considerar as características do próprio aspersor como: eficiência de 
aplicação, coeficiente de uniformidade, intervalo de pressão e vazão no qual 
trabalha, funcionamento em condições de vento etc. (FRIZZONE, 1992). 
 Na seleção dos aspersores devem-se utilizar as tabelas fornecidas pelos 
fabricantes. Estas tabelas fornecem as características e especificações de cada 
modelo de aspersor, como por exemplo: o diâmetro dos bocais (mm), a pressão de 
serviço (mca), a vazão (m3/hora ou litro/hora), diâmetro de alcance (m), a 
precipitação (mm/hora), sendo estes valores de precipitação específicos para cada 
31 
 
variação na disposição dos aspersores, ou seja, de acordo com o espaçamento 
adotado. 
 
Figura 19 - Tabela utilizada para seleção de aspersores 
Fonte: Agropolo (2011) 
 
 A tabela acima mostra a relação das variantes que devem ser consideradas 
para a escolha do tipo de aspersor que melhor se enquadra em determinado sistema 
de irrigação. 
 Considerando uma fazenda com área de irrigação de 5000 m2 (100x50), 
utilizando-se aspersores com bocais de 4,5x3,2 conforme a figura 19 e ainda um 
espaçamento de 18x24 padrão, serão necessários 12 aspersores para irrigar a área 
de maneira eficaz. 
5.4.3 Automação De Sistemas De Irrigação 
 
 O processo de automatizar um projeto de maneira simplificada se resume à 
emissão de sinais elétricos feitos pelo microcontrolador central, os quais são 
recebidos por acessórios, válvulas elétricas e relês (MEYER, 2005). Para viabilizar a 
automação de um sistema de irrigação é necessário que seja realizado o 
levantamento dos dados hidráulicos e de equipamentos instalados, servindo para a 
determinação da melhor estratégia de controle e para a escolha dos recursos de 
hardware ou software necessários para a aplicação no sistema. A irrigação 
automatizada consiste, basicamente, em um sistema hidráulico controlado por um 
controlador eletrônico. O sistema é composto por uma casa de bombas que capta a 
32 
 
água de um reservatório e, utilizando uma rede de dutos, lançam água sobre a 
superfície através de emissores de rega, no caso, os aspersores. (MEYER, 2005). 
 No Brasil, a automação de sistemasde irrigação vem sendo implantada com 
maior intensidade nos últimos anos, principalmente em função do surgimento de 
técnicas apropriadas que vem acompanhando a modernização crescente da 
agricultura e abertura do mercado brasileiro às importações, principalmente com 
relação à irrigação localizada. A necessidade da busca da otimização dos recursos 
produtivos, da competitividade, do aumento de produtividade e da redução de 
custos, leva a uma tendência de implantação de novas tecnologias aos métodos de 
irrigação. A automação se faz necessária não somente pela possibilidade de 
diminuição dos custos com mão de obra, mas principalmente por necessidades 
operacionais, tais como irrigação de grandes áreas no período noturno. 
 Os sistemas de automação para irrigações têm sido, neste século, uma 
tecnologia de profunda repercussão, cuja importância provém não só de substituir o 
trabalho humano nas tarefas monótonas e/ou cansativas, mas também, e 
principalmente, do fato de permitir sensível melhoria na qualidade dos processos, 
com pequena elevação no custo do equipamento (Castrucci, 1969). 
 
5.4.4 Sensores de Umidade 
 
 Para o sucesso de qualquer atividade agrícola, seja ela de pequeno ou 
grande porte, é importante controlar a umidade do solo a fim de garantir o 
aproveitamento eficiente da água para as culturas, especialmente em períodos de 
estresse hídrico, que no Brasil usualmente ocorre no inverno. Em atividades 
agrícolas de pequeno porte, como é o caso da produção de hortaliças e frutas, este 
cuidado é de extrema importância para garantir uma boa produção e renda para os 
produtores (Bayer et al., 2013). 
 Para que se possa entender o sensor utilizado no projeto é necessário 
conhecer um pouco sobre métodos de determinação da umidade do solo. Existem 
métodos diretos e indiretos de determinação da umidade do solo. Dentre os métodos 
diretos, o gravimétrico é o mais utilizado, consistindo em amostrar o solo e, por meio 
de pesagens, determinar a sua umidade gravimétrica, relacionando a massa de 
água com a massa de sólidos da amostra ou a umidade volumétrica, relacionando o 
volume de água contido na amostra e o seu volume. O método gravimétrico possui a 
33 
 
desvantagem de necessitar de 24 horas ou mais para obter o resultado. Contudo, é 
o método-padrão para calibração dos métodos indiretos. Já os métodos indiretos 
possuem determinação instantânea da umidade do solo, o que os tornam mais 
adequados para indicar o início e a duração da irrigação. Os principais métodos 
indiretos baseiam-se em medidas como a moderação de nêutrons, a resistência do 
solo à passagem de corrente elétrica, a constante dielétrica do solo e a tensão da 
água no solo. Essas são características do solo que variam com a sua umidade. 
(NEVES, 2012). A seguir estão descritos quatro sensores de umidade do solo que 
são utilizados em sistemas de irrigação inteligente. 
 
5.4.5 Blocos de resistência elétrica 
 
 Normalmente fabricados de gesso, os blocos de resistência elétrica, são 
elementos porosos com eletrodos inseridos, cuja passagem de corrente elétrica 
entre estes eletrodos, causada principalmente pela solubilização em água dos seus 
eletrólitos componentes (Ca2+ e SO42-), é função não linear da tensão da água no 
solo. Estes blocos de gesso requerem calibração individual periódica, já que sua 
resposta deteriora no tempo, principalmente em solos com tensão de água baixa, 
que causem importante solubilização e movimentação do cálcio e do sulfato. 
Apresenta a vantagem de ser um sensor de baixo custo, ser de fácil fabricação e 
possuir uma ampla faixa de resposta. No entanto, a deterioração da resposta no 
tempo, e a necessidade de calibração individualizada dos sensores são suas 
desvantagens. (NEVES, 2012). 
 
5.4.6 Tensiômetro 
 
 O tensiômetro é formado por cápsulas porosas contendo água em sua 
cavidade que são dispositivos de medição de tensão ou sucção que são mantidos 
em contato com a superfície do solo, ou neste inserido. Em equilíbrio, sua leitura é 
diretamente a tensão da água no solo, em unidade de energia dividida por volume 
(pressão). (NEVES, 2012). 
 As principais vantagens do tensiômetro são que além de sua construção ser 
fácil ele não necessita de calibração. Sua principal limitação é necessitar frequentes 
manutenções, visto que acontece um acúmulo de ar na cavidade da cápsula porosa, 
34 
 
o que ocorre com velocidade crescente, sempre que a tensão da água no solo 
supera 30 kPa. Por esta razão, o tensiômetro não é um sensor adequado para a 
automatização de sistemas não assistidos. Outras desvantagens do tensiômetro é o 
contato precário com o solo, na sua construção como haste cilíndrica rígida. O mau 
contato diminui consideravelmente a condução de água entre o solo e a cápsula 
porosa. Nesse caso a resposta pode desenvolver-se com inaceitável atraso. 
(NEVES, 2012). 
 
5.4.7 Irrigás 
 
 O Irrigás é fabricado com cápsulas porosas de tensão crítica de água 
apropriada a cada cultivo. Estas cápsulas porosas, hidrofílicas, entram em equilíbrio 
de tensão de água com o solo. Assim, quando o solo seca, acima da denominada 
tensão crítica, alguns poros se esvaziam o que torna o sensor permeável à 
passagem de gás. A tensão crítica do Irrigás determinada com a aplicação de 
pressão até iniciar-se o borbulhamento de cápsulas imersas em água, ou com o 
auxílio da câmara de Richards, descrita para o preparo de curvas de retenção de 
água de solos. A tensão crítica é o parâmetro necessário para o uso do Irrigás, de 
modo que o manejo da irrigação com este sensor é efetuado, automaticamente ou 
não, com o uso de leituras da passagem do gás através da cápsula porosa. 
(NEVES, 2012). 
 A simplicidade de fabricação e uso, o baixo custo e a linearidade de resposta 
nas medições de tensão de água em função da pressão de gás aplicado são as 
principais vantagens do Irrigás. Como limitação, é comum o Irrigás necessitar de 
manutenção após cada ciclo da cultura, pois sua superfície porosa pode sofrer 
impregnação com partículas finas de argila e matéria orgânica, se utilizado com 
pressão negativa. (NEVES, 2012). 
 Considerando a mesma área de irrigação citada anteriormente, de 5000m2, 
serão necessários 12 sensores de umidade irrigás, um para cada aspersor, 
abrangendo assim, toda a área necessária. 
 
 
 
 
35 
 
5.4.8 Sensores Fotoelétricos 
 
 Um dos objetivos deste trabalho é a inclusão do agricultor no Programa de 
Irrigação Noturna (PIN) e para tanto, a rega deve ser, obrigatoriamente, realizada no 
período noturno. Para garantir que o sistema opere no horário noturno, uma das 
condições iniciais é de que esteja noite. Com o intuito de verificar essa condição, é 
necessária a utilização de um sensor de luminosidade para dizer quando é noite. 
Pelo baixo custo e pela facilidade de montagem e operação, optou-se por utilizar um 
LDR, também chamado de célula fotocondutiva, ou ainda de foto resistência. 
 O LDR (Light Dependent Resistor), como o próprio nome diz, é um resistor 
cuja resistência varia em função da luminosidade que incide sobre ele, devido ao 
material fotossensível que cobre o componente. Os LDRs são compostos por sulfeto 
de cádmio (CdS), um material semicondutor, que é disposto num traçado onduloso 
na superfície do componente. Esse material tem a propriedade de diminuir sua 
resistência à passagem da corrente elétrica quando a luminosidade sobre ele 
aumenta. Ao iluminarmos um LDR, a sua resistência apresenta valores muito baixos. 
 Ao cortarmos a iluminação, a resistência sobe. Esta característica possibilita a 
utilização deste componente para desenvolver um sensor que é ativado (ou 
desativado) quando sobre ele incidir certa luminosidade. (TOMAZINI & 
ALBUQUERQUE, 2005). 
 
Figura 20 - Representação do Funcionamento do LDR. 
 
Fonte: Saber Eletrônica. 
 Através dessa característica pode-se utilizar esse sensor paradetectar a 
luminosidade do ambiente, para tomar uma decisão, como por exemplo, ligar uma 
lâmpada, como ocorre nas fotocélulas, ou ligar uma válvula, no caso do projeto, 
36 
 
onde iremos fazer a leitura do sensor LDR, através de uma entrada analógica do 
Arduino, que irá converter o sinal analógico em digital, entre 0 à 1024 conforme a 
quantidade de luz no ambiente. Com este valor pode-se verificar a variação 
luminosa no terminal serial, e acionar a válvula através do relê. 
 A aplicação mais conhecida do LDR é, sem dúvida, na iluminação pública, 
onde ele é utilizado para que, de acordo com a claridade do ambiente, sejam 
acionadas ou desligadas as lâmpadas automaticamente, sem que haja a 
necessidade de alguém para controlá-las. Os LDRs são também utilizados em 
câmeras para medir o nível de luz do ambiente, permitindo assim o controle do 
tempo de exposição para a captura de uma boa imagem. Utilizações menos usuais 
desses componentes foram em mísseis que seguem o calor emanado pelos aviões 
e em detectores de radiação infravermelha para pesquisas astronômicas. (SABER 
ELETRÔNICA, 2006). 
 Serão necessários 2 sensores fotoelétricos para controlar a luminosidade e 
enviar ao programa a informação dizendo se é noite ou dia, para comandar assim a 
irrigação noturna. 
 
5.4.9 Controladores 
 
 O controlador eletrônico em um sistema de irrigação é considerado o 
"gerente" da irrigação. É ele que armazena e processa todas as informações nele 
embutidas e faz o equipamento trabalhar de forma ordenada e eficaz. Portanto, 
basta saber lançar as informações e deixar por conta dele. 
 Em geral os controladores apresentam uma fonte de alimentação de 110 ou 
220V, com saída para as válvulas de 24 VAC, possuem de 2 a 4 programas 
independentes, programação dos dias da semana, 3 a 16 horários de partida 
("start"), tempo programado em minutos e horas, mantém a hora, data e 
programação em caso de queda de energia utilizando pilha alcalina 9 volts, 
programação individual semiautomática ou manual e admitem o acoplamento de 
sensor de chuva, ou outros sensores de controle da irrigação. Vários são os 
fabricantes destes controladores. (SUZUKI; HERNANDEZ, 1999, p.01). 
 
Figura 21 – Modelo de controlador de irrigação 
37 
 
 
Fonte: Hunter 
 
 Controladores podem ser dispositivos simples, que controlam uma única linha 
de água com um par de pontos de aspersão ou sistemas extremamente complexos 
com quilômetros de linhas de água e centenas de pontos de aspersão. (SOUZA, 
2001). Dependendo do tipo de instalação, o controlador de irrigação pode ser uma 
caixa pequena e discreta ligado a uma torneira de jardim ou possuir uma sofisticada 
configuração de computador de base, tais como aqueles usados para irrigar campos 
de golfe e outras propriedades. 
 
5.4.10 Hardware 
 
Resumidamente o hardware é uma placa eletrônica que: 
 Possui todos componentes necessários para a maioria dos projetos; 
 Contém uma eletrônica que permite usar a placa com diversas fontes de 
energia, baterias e fontes de alimentação; 
 Permite o acoplamento de circuitos externos através de pinos de conexão em 
posições padronizadas; 
 A eletrônica é baseada em componentes de fácil obtenção, inclusive no 
mercado brasileiro; 
 O esquema da placa é livre, e pode ser facilmente modificado ou adaptado; 
 A placa é programada, ou seja, escrevemos um software que ficará embutido 
no chip controlador (firmware). 
 
38 
 
Figura 22 – Placa Arduino Uno utilizado no projeto 
 
 
 O hardware do Arduino é muito simples, porém muito eficiente. Esse 
hardware é composto dos seguintes blocos, explicados abaixo: 
 Fonte de Alimentação - Recebe energia externa, filtra e converte a entrada 
em duas tensões reguladas e filtradas; 
 Núcleo CPU - Um computador minúsculo, mas poderoso responsável por dar 
vida à placa; 
 Entradas e Saídas - A CPU vem completar com diversos "dispositivos" 
embutidos dentro do chip; 
 Pinos com Funções Especiais - Alguns pinos possuem hardware embutido 
para funções especiais; 
 Firmware - Programa que carregamos dentro da CPU com nossas instruções 
de funcionamento da placa. 
 Abaixo está uma figura com a setorização dos blocos acima citados. 
 
Figura 23 – Setorização dos blocos do Arduino Uno R3 
39 
 
 
Fonte: Saber Eletrônica. 
 
 O núcleo de processamento de uma placa Arduino é um microcontrolador, 
uma CPU, um computador completo, com memória RAM, memória de programa 
(ROM), uma unidade de processamento de aritmética e os dispositivos de entrada e 
saída. Tudo em um chip só. E é esse chip que possui todo hardware para obter 
dados externos, processar esses dados e devolver para o mundo externo. Os 
desenvolvedores do Arduino optaram em usar a linha de microcontroladores da 
empresa ATMEL. A linha utilizada é a ATMega. Existem placas Arduino oficiais com 
diversos modelos desta linha, mas os mais comuns são as placas com os chips 
ATMega8, ATMega162 e ATMega328p. Esses modelos diferem na quantidade de 
memória de programa (ROM) e na configuração dos módulos de entrada e saída 
disponíveis. (SABER ELETRÔNICA, 2006). 
 
40 
 
REFERÊNCIAS 
 
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Embrapa Milho e Sorgo, 2001. (Embrapa Milho e Sorgo, Circular técnica, nº14). 
Acesso em: 18 set. 2019. 
[02] ANDRADE, Rogério S. Irrigação por superfície: sulco e inundação. 2010. 53 f. 
Dissertação de graduação em Agronomia, Universidade Federal de Mato Grosso. 
Cuiabá, 2010. Acesso em: 19 set. 2019. 
[04] AZEVEDO, H.M. Irrigação localizada. Informe Agropecuário. Belo Horizonte, 
12(139):40-53. 1986. Acesso em: 15 set. 2019. 
[05] MEYER, Gabriel Ladeira. Controle de sistemas de irrigação com 
monitoramento via programação. 2005. 79 f. Monografia de graduação em 
Engenharia de Controle e Automação, Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro 
Preto, 2005. Acesso em: 13 set. 2019. 
[06] SOUZA, R.O.R.M. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de irrigação 
automatizado para áreas experimentais. 2001. 83 f. Dissertação de Mestrado, 
Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. 
Piracicaba, 2001. Acesso em: 15 set. 2019. 
[07] SUZUKI, Marcelo Akira. Automação de sistemas de irrigação. Disponível em: 
<http://www.agr.feis.unesp.br/curso2.htm>. Acesso em: 17 set. 2019. 
[08] Fonte: https://fruitprocess.com/en-us/weighter-grader/fruit-sorting-weighing-
packing-line/. Acesso em: 17 set. 2019. 
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Acesso em: 25 set. 2019. 
[10] PEREIRA, Danillo Arruda R. Projeto de um sistema de automação industrial 
para uma indústria de produtos saneantes. 2015. Monografia (Graduação) - Aluno, 
[S. l.], 2015. Acesso em: 29 set. 2019. 
 
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[11] FRUIT SORTING WEIGHING PACKING LINE. Disponível em: 
<https://fruitprocess.com/en-us/weighter-grader/fruit-sorting-weighing-packing-line/>. 
Acesso em:21 set. 2019. Acesso em: 28 set. 2019. 
[12] C. S. Nandi, B. Tudu and C. Koley, MACHINE VISION BASED TECHNIQUES 
FOR AUTOMATIC MANGO FRUIT SORTING AND GRADING BASED ON 
MATURITY LEVEL AND SIZE. 2014. University Institute of Technology, University of 
Burdwan. Acesso em: 29 set. 2019.