03 TRABALHO MONTADO 19-12-2018 B

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UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
DANIEL DE OLIVEIRA SILVA 
GABRIEL LEMOS DO ESPIRITO SANTO 
MICHEL DOS SANTOS PINHEIRO 
RENATO ORLANDO LAUNIKAS CUPELLI 
SIMONE ONÓRIO CORTEZ 
VIVIANE APARECIDA DE OLIVEIRA 
 
 
Clima, ambiente e sociedade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADAMANTINA - SP 
Outubro2018 
Apresentação do Projeto Integrador 
 
<https://youtu.be/yCXDxiRRP3I> 
UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
 
 
ENERGIA SOLAR – PAINEIS FOTOVOLTAICOS 
Mini Usina Geradora de energia 
Aplicadas À Agricultura Familiar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tutor: Vladimir Fabricio Pereira de Carvalho 
 
 
 
 
 
 
ADAMANTINA - SP 
Outubro2018 
Relatório técnico – Cientifico apresentado na 
disciplina de Projeto Integrador para o curso 
de Engenharia da Computação da Fundação 
Universidade do Estado de São Paulo 
(UNIVESP) 
SILVA De Oliveira, Daniel; ESPITO SANTO Lemos do, Gabriel; PINHEIRO dos 
Santos, Michel; CUPELLI Orlando Launikas, Renato; CORTEZ Onório, Simone; 
OLIVEIRA Aparecida de, Viviane. 
Solar Energy- photovoltaic panels applied to family farming 00f. Relatório 
Técnico – Cientifico (Licenciatura em Engenharia da Computação) Fundação 
Universidade Virtual do Estado de São Paulo (UNIVESP) Tutor: Vladimir Fabricio Pereira 
de Carvalho. Polo Adamantina – SP 2018 
 
RESUMO 
Este Projeto Integrador de pesquisa objetiva analisar o uso da energia solar com 
placas fotovoltaicas aplicadas a agricultura familiar e desenvolver um protótipo com bases 
e conceitos pesquisados na literatura. O uso de fontes de energias renováveis faz-se 
necessária à preservação do planeta, e a tecnologia e os custos financeiros nos colocam 
cada vez mais próximos deste tipo de energia. A agricultura familiar; destaca-se neste 
projeto integrador a agricultura hortifrúti; utiliza a irrigação como base em suas lavouras, 
os métodos de irrigação em sua quase totalidade funcionam com equipamentos 
pressurizados acionados por motores elétricos. Levaram-se em conta neste projeto 
integrador as lições e orientações aprendidas na revisão bibliográfica, associando-se 
„áreas de estudos da: física, eletroeletrônica, engenharia ambiental e outras áreas 
correlatas. E na lavoura, orientações tácitas dos agricultores. Para se implantar um 
sistema fotovoltaico de bombeamento para irrigação em pequenas propriedades rurais. 
Para o agricultor custos mensais menores com a energia para o ambiente o uso energia 
renovável e para a ciência uma fonte de estudo à inovação. 
PALAVRAS-CHAVE: Placas Fotovoltaicas, Agricultura Familiar, Energia Solar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SILVA De Oliveira, Daniel; ESPITO SANTO Lemos do, Gabriel; PINHEIRO dos 
Santos, Michel; CUPELLI Orlando Launikas, Renato; CORTEZ Onório, Simone; 
OLIVEIRA Aparecida de, Viviane. 
 
Solar Energy- photovoltaic panels applied to family farming 00f. scientific 
technical report (bachelor of engineering in computer science) Fundação Universidade 
Virtual do Estado de São Paulo (UNIVESP) Tutor: Vladimir Fabricio Pereira de Carvalho. 
Polo Adamantina – SP 2018. 
 
ABSTRACT 
 
This Research Integrator Project aims to analyze the use of solar energy with photovoltaic 
panels applied to family agriculture and to develop a prototype with bases and concepts 
researched in the literature. The use of renewable energy sources is necessary for the 
preservation of the planet, and technology and financial costs bring us closer to this type of 
energy. Family farming; agriculture and hortifrúti stands out in this integrating project; uses 
irrigation as the basis of their crops, irrigation methods almost entirely work with 
pressurized equipment driven by electric motors. The lessons and guidelines learned in 
the bibliographic review were taken into account in this integrative project, associating 
'areas of study of: physics, electro-electronics, environmental engineering and other 
related areas. 
And in farming, tacit guidelines of farmers. To implement a photovoltaic pumping system 
for irrigation in small rural properties. For the farmer lower monthly costs with energy for 
the environment use renewable energy and for science a source of study to innovation. 
 
KEYWORD: Photovoltaic Systems, Family Farming, Solar Energy. 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1 - Chave seccionadora 11 
Figura 2 - Disjuntor monopolar 12 
Figura 3 - Botão de pulso comando N/FNA 12 
Figura 4 - Bloco de contato auxiliar 12 
Figura 5 - Rele de tempo 13 
Figura 6 - Contator Tripolar 13 
Figura 7 - Caixa para montagem do quadro de comando do controle 13 
Figura 8 - Materiais diversos para a montagem do quadro de comando 13 
Figura 9 - Painel fotovoltaico 14 
Figura 10 - Sequencia de montagem de um painel fotovoltaico 14 
Figura 11 - Micro inversor para painel fotovoltaico 14 
Figura 12 - Conjunto de motor e bomba 15 
Figura 13 – Desenho ilustrativo da mini usina geradora de energia 16 
Figura 14 – Esquema elétrico do funcionamento da automação 16 
Figura 15 – Montagem do chassi 18 
Figura 16 – Solda do cabeçario 19 
Figuras 17,18 - Fixações do trilho para os componentes elétricos e suporte da bomba 19 
Figuras 19, 20,21 – Carreta com rodas 19 
Figuras 22,23 – Testes dos componentes 20 
Figuras 24,25 – Suporte da bomba 20 
Figura 26 – Pintura 20 
Figura 27 – Demonstrativo dos componentes 21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS 
PIC - Peripherical Interface Controlle 
RISC - Reduced Instruction Set Computer 
Mhz – Símbolo de Mega-Hertz 
RAM - Random Access Memory - Memória de Acesso Aleatório 
CLP - Programmable Logic Controller 
N/A – Normalmente Aberto 
N/F – Normalmente Fechado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMARIO 
1 Introdução. 08 
 1.1Problemas e Objetivos. 09 
1.2 Justificativa. 10 
 2 Fundamentação Teórica. 11 
 3 Métodos. 13 
 4 Materiais. 14 
 5 Design Tinking / Movimento Maker. 18 
 5.1 Desenvolvimento da plataforma de energia. 18 
 5.2 Desenvolvimento e Projeto Elétrico da Automação. 20 
 6 Montagem do protótipo 21 
 7 Considerações Finais. 24 
 7 Referencias. 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Cada vez mais, a questão energética esta presente nas discussões 
acerca do desenvolvimento sustentável, não só pelo aspecto do custo, mas 
também pelo impacto ambiental que a geração de energia acarreta. A maneira 
como utilizamos a energia é uma questão chave neste processo e por isso o 
uso racional da energia nas organizações humanas é imprescindível para se 
atingir os objetivos de um novo modelo de desenvolvimento, tanto para 
diminuição da intensidade energética global, como para melhoria dos 
resultados econômicos correspondentes. 
A agricultura é uma fonte de sobrevivência para quase 86% dos 
habitantes da zona rural no mundo e proporciona emprego á 1,3 bilhões de 
pequenos agricultores (Banco Mundial). 
A conversão de luz em eletricidade foi verificada pela primeira vez por 
Alexandre Edmond Becquerel, em 1839, com a descoberta de uma tensão 
elétrica resultante da ação da luz sobre um eletrodo metálico imerso em uma 
solução química. A corrente elétrica produzida pela célula fotovoltaica, quando 
exposta à luz, pode ser usada numa infinidade de aplicações, alimentando 
aparelhos elétricos, carregando baterias de sistemas autônomos ou 
fornecendo eletricidade para ruas, bairros e cidades conectados à rede elétrica 
(VILLALVA e GAZOLI, 2012, apud artigo, Ferreira Energia Fotovoltaica 2014). 
Sistemas fotovoltaicos podem ser usados para irrigação de culturas com 
benefícios econômicos para as famílias produtoras rurais. Em uma analise 
técnica sistemas fotovoltaicos de bombeamento não diferem muito de sistemas 
bombeamentos elétricos. Diferenciam-se pelo uso do sol como fonte de 
energia. Sistemas fotovoltaicosnão dependem de fonte de combustíveis, tem 
pouca necessidade de manutenção em seus equipamentos e baixo impacto 
ambiental em sua operação. Em contraposição os sistemas fotovoltaicos de 
bombeamento tem custos iniciais mais altos que outros sistemas, sua 
produtividade depende do recurso solar e ainda é difícil adquirir peças de 
reposição e mão de obra qualificada á reparação dos equipamentos do 
sistema. 
9 
 
Os sistemas tradicionais de irrigação demandam utilização de mão de 
obra para serem acionados e, além do custo de se dispor de operadores para 
essa função, o acionamento manual é irregular, podendo provocar a irrigação 
excessiva do solo, causando a lixiviação ou a irrigação deficiente, permitindo 
que se esgote grande parcela da água disponível armazenada entre uma 
irrigação e outra (apud QUEIROZ et al., 2005). 
Neste trabalho será avaliada a aplicação de um sistema PV (do inglês 
photovoltaic) autônomo para irrigação fotovoltaica automatizada na agricultura 
familiar como forma de aperfeiçoar o uso deste sistema atual e viabilizar a 
produção frente à necessidade de se garantir a competitividade dos produtos 
rurais oriundos da agricultura de pequeno porte. 
 
 
 
1.1 PROBLEMAS E OBJETIVOS 
A proposta para este estudo de pesquisa é encontrar e diminuir as 
interferências que as sociedades humanas causam ao usar o ambiente de 
maneira indevida e minimizar o efeito que este uso causa ao clima do planeta. 
O Brasil tem uma das maiores bacias hidrográficas do mundo, e 
orgulha-se de ter usinas hidrelétricas como principal matriz energética por 
serem “fontes limpas” e de baixo impacto ao meio ambiente. Porem esse traço 
nacional está sendo questionado. Analisando só as usinas hidroelétricas 
construídas na Amazônia conclui-se que em cem anos a emissão de poluentes 
atinja a casa dos milhões. Até 21 milhões toneladas de metano e 310 milhões 
de dióxido de carbono, dois dos principais gases do efeito estufa, responsável 
pelo aquecimento do planeta. (Fonte: Universidade Federal de Juiz de Fora. 
Publicação Revista EcoDebate 01-02-2016). 
A construção de uma usina hidroelétrica causa desarranjos na flora, 
fauna, meio biológico geográfico e sócio econômico. Destacam-se neste 
estudo as alterações climáticas que têm a propriedade de provocar reflexos do 
projeto em regiões distantes daquela do objeto da intervenção, alterando 
características corno o perfil do vento, temperaturas, componentes de balanço 
hídrico e nebulosidade. (Fonte: Universidade Federal de Juiz de Fora. 
Publicação Revista EcoDebate 01-02-2016). 
http://www.ufjf.br/noticias/2016/01/28/hidreletricas-na-amazonia-podem-emitir-mais-gases-de-efeito-estufa-que-usinas-a-carvao-oleo-e-gas/
http://www.ufjf.br/noticias/2016/01/28/hidreletricas-na-amazonia-podem-emitir-mais-gases-de-efeito-estufa-que-usinas-a-carvao-oleo-e-gas/
10 
 
Evoluir um sistema fotovoltaico de bombeamento para irrigação familiar 
é uma contribuição para que produtores de hortifrúti se desvinculem de 
pagamentos mensais de energia e tenham controle autônomo das quantidades 
de agua usadas em suas hortas, e um desfio a implantação de um sistema 
energético que ajude a diminuir em longo prazo a construção de usinas 
hidroelétricas que provocam mais impacto ambiental. 
Para solucionar esta meta proposta tem-se que objetivar alguns tópicos 
a serem estudados na literatura, analisados e passar de projeto a ação. 
 Pesquisar as placas fotovoltaicas no mercado e selecionar a mais 
indicada a este projeto. 
 Explorar o Design Thinking para a instalação do sistema e a 
eficiência do seu aproveitamento. 
 Desenvolver através Movimento Maker um controlador autômato 
para o gerenciamento das etapas da irrigação e minimizar o gasto de agua. 
 Pleitear aos órgãos públicos, prefeituras, associações de 
produtores e cooperativas a viabilidade de parcerias na implantação do 
sistema. 
 
1.2. JUSTIICATIVA 
Justifica-se no desenvolvimento deste projeto integrador de pesquisa a 
contribuição para geração de conhecimento na área da energia solar 
fotovoltaica, viabilizar uma possível geração de patente para a UNIVESP e 
disponibilização de um equipamento melhor e mais adequado para ser utilizado 
em um setor agrícola. 
Os sistemas tradicionais de irrigação são deficientes e demandam 
utilização de mão de obra para ser acionado, o acionamento manual é 
irregular, podendo provocar a irrigação excessiva do solo, causando a 
lixiviação ou a irrigação deficiente, permitindo que se esgote grande parcela da 
água disponível armazenada entre uma irrigação e outra (MEDICE apud 
QUEIROZ et al., 2005). 
Criando uma sequência lógica das etapas da irrigação e um 
monitoramento do uso da energia gasta nesta operação consegue-se 
neutralizar o desperdício citado no texto do parágrafo anterior e com a 
11 
 
economia na mão de obra, na água e na energia justifica-se e recupera-se a 
diferença a mais do investimento inicial. 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA 
Fundamentou-se este projeto integrador a revisão bibliográfica de artigos 
científicos pesquisados em sites da internet. Usou-se informações referenciais 
de artigos publicados por Universidades de credibilidade cita-se como 
referencial, a Unesp, Unicamp, Universidade Federal de Juiz de Fora e de 
Lavras e artigos ou citações do site da Scielo. Livros da biblioteca virtual da 
Univesp e baixados da rede. 
O uso de sistema fotovoltaico em bombeamentos não é novidade. 
Pesquisas feitas em lojas virtuais oferecem vários modelos de sistemas 
fotovoltaicos para bombeamento. Propõem-se neste projeto criar e evoluir um 
mecanismo que gerencie a utilização destes sistemas fotovoltaicos. 
A energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão 
direta da luz solar em eletricidade a partir do efeito fotovoltaico que foi 
verificado pela primeira vez pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel, 
em 1839. Este efeito consiste no aparecimento de uma diferença de potencial 
nos extremos de uma estrutura de material semicondutor produzido pela 
absorção da luz. Este processo de conversão tem como unidade fundamental a 
célula fotovoltaica. O silício se destaca entre os materiais mais apropriados 
para a conversão da radiação solar em energia elétrica. 
Os painéis ou placas fotovoltaicas são o principal componente de um 
sistema fotovoltaico. Eles são os responsáveis pela transformação da energia 
solar em elétrica. Grande parte das aplicações exige o uso de banco de 
baterias, que armazenam esta energia para uso em horários em que não há 
incidência de sol nas placas. Outros componentes importantes são o 
controlador de carga, que maximiza a transferência de energia para o banco de 
baterias. (CGTES (1999) e Silva e Braz (1999)). 
No projeto propõem-se um controle autônomo do sistema de irrigação. 
Para o desenvolvimento deste software compartilharam-se informações em 
artigos agronômicos levantaram-se dados dos manejos da irrigação em 
culturas hortifrúti. 
12 
 
Manejo da Irrigação: MAROELLI (2008). Cita que apesar de não 
requerer o uso de equipamentos e realização de cálculos complexos, um 
controle possibilita o manejo da irrigação com precisão aceitável. Também 
permite estimar turnos de regas e lâminas de água a serem aplicadas à 
irrigação em função da fase de desenvolvimento da cultura, do clima da região, 
do tipo de solo e da profundidade efetiva do sistema radicular das plantas. 
A disponibilidade de água no solo também é fator determinante para o 
cronograma do desenvolvimento deste software. BERNARDO (2006), diz que 
disponibilidade total de água do solo é determinada de acordo com as 
características do solo, correspondendo à água armazenada determinada por 
intervalos de umidade aplicados e a capacidade de campo e o ponto de 
murcha do solo. Resumidamente é o quanto o solo suporta ser embebido em 
água até seu ponto de saturação sem que comprometa o desempenho da 
planta. 
Com esta revisãobibliográfica sobre as culturas e irrigação 
conseguiram-se informações básicas para o proposito principal deste projeto, o 
controle do sistema de irrigação fotovoltaico. . 
Interpretando-se as citações de MAROUELLI (2008) como parâmetros 
adotados para o projeto. O passo inicial é o estabelecimento da fase da cultura. 
O fator que define a quantidade de água necessária para o melhor 
aproveitamento da água pela planta deve estar diretamente ligado à fase de 
desenvolvimento ao qual a planta se encontra. Entendendo esta citação de 
Marquelli a necessidade de uma interface homem-máquina é indispensável ao 
uso correto da água e da irrigação em cada fase da cultura. 
Na montagem do Hardware para o controle autônomo da irrigação 
utiliza-se componentes elétricos eletrônicos: 
Válvula Solenoide é um componente composto por dois itens iniciais, 
uma válvula e um solenoide. A válvula tem a função de controlar o fluxo dos 
fluidos nas tubulações as quais esta pertença. O solenoide é uma bobina a 
qual se aplicando uma corrente elétrica produz um deslocamento mecânico em 
seu núcleo férrico. O conjunto da válvula com o solenoide resulta em um 
componente vital para a automação de aplicações principalmente industriais. 
Sendo assim, uma válvula ao receber corrente pode abrir ou fechar 
dependendo da aplicação. RIBEIRO (1999). 
13 
 
Microcontrolador PIC: Os microcontroladores PIC são uma família de 
dispositivos fabricados pela Microchip. Utilizando arquitetura RISC, com 
frequências de clock de até 40 Mhz, até 2048 Word de memória de programa e 
até 3968 bytes de memória RAM. Existem três famílias de microcontroladores 
tipo PIC. São diferenciados pelo tamanho do programa. Dentre eles as família 
12, 14 e 16 onde todos estes possuem barramento interno de 8 bits. Segundo 
SILVA (2006) os microcontroladores PIC reúnem, em um único chip, todos os 
circuitos necessários para o desenvolvimento de um sistema digital 
programável. Eles dispõem, internamente, de uma Unidade Central de 
Processamento que controla todas as funções realizadas pelo sistema. 
Software é um programa de computador que tem por objetivo ajudar o 
seu usuário a desempenhar uma tarefa específica. (fonte: Wikipédia). 
 A fabricação de um controlador como protótipo é útil para testes de 
laboratório. 
 
3 MÉTODOS 
Selecionaram-se duas hortas para a ajuda e coleta de informações 
sobre o uso da irrigação, pela proximidade de deslocamento e pela dedicação 
e ajuda destes agricultores sempre prestativos. 
Este projeto integrador escreve sobre a automação para o controle do 
uso energia fotovoltaica na irrigação de hortas familiares. Destacamos aqui 
apenas para informação e um agrupamento de ideias o que é irrigação: (do 
termo latino irrigatione) é uma técnica utilizada na agricultura desenvolvida 
durante o império persa aquemênida que tem, por objetivo, o fornecimento 
controlado de água para as plantas em quantidade suficiente e no momento 
certo, assegurando a produtividade e a sobrevivência da plantação 
complementa a precipitação natural e, em certos casos, enriquece o solo com a 
deposição de elementos fertilizantes. (Fonte: Wikipédia). 
Sistemas de controle de irrigação tradicional com energia elétrica padrão 
fornecidas pela concessionarias ou as alimentadas pela energia solar, são 
desenvolvidos em quase suas totalidades para grandes lavouras. São sistemas 
gerenciados por software instalados em hardwares com tecnologias 
adequadas. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Agricultura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Imp%C3%A9rio_Aquem%C3%AAnida
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Plantas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Produtividade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sobreviv%C3%AAncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Agricultura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Precipita%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Solo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fertilizante
14 
 
Como foi escrito a cima o sistema em uso tem deficiência na 
manutenção; falta de profissionais com formação para operar e reparar 
sistemas como os Clps, micro chips como os PICs e se junta a isso a carência 
destes componentes em localidades pequenas e o custo alto como também foi 
mencionado. Alguns destes conjuntos de irrigação acabam obsoletos e inativos 
pelo tempo gasto em fazê-los funcionar. 
Este método sugere um sistema autômato de irrigação com 
componentes mais simples para seu funcionamento. Sugere-se o uso de 
materiais com uma tecnologia; (Fonte: Wikipédia) tecnologia é: teoria geral e/ou 
estudo sistemático sobre técnicas, processos, métodos, meios e instrumentos 
de um ou mais ofícios ou domínios da atividade humana, ou seja, estudo da 
técnica. Estes componentes sugeridos são conhecidos entre os técnicos 
eletricistas, bem comum em lojas do ramo, com um custo acessível e com uma 
manutenção análoga ao termo domestica. 
 
4 MATERIAIS 
Imagens ilustrativas dos componentes eletroeletrônicos usados na 
montagem do comando autômato para o controle da distribuição da agua na 
irrigação. 
01 Chave seccionadora. . 
 Figura 01 Chave seccionadora 
 
 Fonte: Site Margirius 
 02 Disjuntor monopolar 
 Figura 02 disjuntor monopolar 
 
 Fonte: Site Disjuntores | WEG 2a 
 Disjuntores | WEG 
https://www.weg.net/catalog/weg/BR/pt/Automa%C3%A7%C3%A3o-e-Controle-Industrial/Controls/Prote%C3%A7%C3%A3o-de-Circuitos-El%C3%A9tricos/Disjuntores/c/BR_WDC_IA_CTL_CP_CB
https://www.weg.net/catalog/weg/BR/pt/Automa%C3%A7%C3%A3o-e-Controle-Industrial/Controls/Prote%C3%A7%C3%A3o-de-Circuitos-El%C3%A9tricos/Disjuntores/c/BR_WDC_IA_CTL_CP_CB
15 
 
03 Botão de pulso comando NF/NA 
 Figura 03 botão de pulso NF 
 
 Fonte: Site Metaltex 
 Botão De Pulso comando Metaltex 
 
 
 
 
 
04 Bloco de contato auxiliar 
 
 Figura 04 bloco de contato auxiliar 
 
 Fonte: Site Weg 
 https://www.weg.net/institutional/BR/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
05 Rele de tempo 
 
 Figura 05 rele de tempo 
 
 Fonte: Site da Weg 
 https://www.weg.net/institutional/BR/ 
 
https://lista.mercadolivre.com.br/botao-de-pulso-vermelho-metaltex
https://lista.mercadolivre.com.br/botao-de-pulso-vermelho-metaltex
16 
 
06 Contator Tripolar 
 Figura 06 Contator tripolar 
 
 Fonte: Site da Weg 
 https://www.weg.net/institutional/BR/ 
 
07 Caixa para montagem do quadro de comando do controle 
 Figura 07 Caixa em PVC para quadro elétrico 
 
 Fonte: https steck.com.br/ 
08 Materiais diversos para a montagem do quadro de comando 
Figura 08 acessórios 
 
Anilhas numeradas Terminais Cabo elétrico flexível Canaletas para cabos 
Fonte: imagens da internet 
 
Imagens ilustrativas e descrições dos componentes do sistema 
fotovoltaico que são usados no sistema de irrigação. 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.weg.net/institutional/BR/
https://www.steck.com.br/
https://www.steck.com.br/
17 
 
09 Painel fotovoltaico 
 Figura 09 painel fotovoltaico. 
 
 Fonte; http://www.hoymiles.com/ 
 
10 Sequencia de montagem de um painel fotovoltaico 
 Figura 11 Montagem básica de um painel fotovoltaico 
 
Fonte: Imagem da Internet 
11 Micro inversor para painel fotovoltaicoFigura 11 micro inversor para painel fotovoltaico 
 
 Fonte: http://www.hoymiles.com/ 
 
 
 
18 
 
12 Conjunto de motor e bomba 
 Figura 12 motor e bomba 
 
 Fonte: Imagem ilustrativa internet 
 
Estes são os materiais e componentes essenciais ao funcionamento da 
irrigação acionada pelo painel fotovoltaico. Este é um sistema off grid, não 
conectado com a rede da concessionaria. E de uso continuo por estes motivos 
não citou-se baterias acumuladoras ou inversor de frequência. O painel citado 
na relação é homologado. 
 
5 DESIGN TINKING / MOVIMENTO MAKER 
5.1 DESENVOLVIMENTO DA PLATAFORMA GERADORA DE ENERGIA 
Ao analisar-se um painel semântico de opções com uso da energia solar 
observamos o uso de micro painéis para ascender lâmpadas publicas nas 
rodovias, nos telefones de emergência que concessionarias mantem também 
nas rodovias e varias outras utilidades para estes micros painéis. Imaginou-se 
a possibilidade de criar uma plataforma de bombeamento de irrigação dentro 
desta semântica. 
 Como poderia ser esta plataforma de irrigação? Uma mini usina de 
geração de energia montada em uma carreta para locomoção. Com bomba 
centrifuga acionada por um motor elétrico coberta com um painel fotovoltaico. 
Sugere-se como projeto inicial uma plataforma modular de irrigação. Podendo-
se montar varias estações conforme necessidade, crescimento ou situação 
climática do ano. 
Neste projeto integrador de pesquisa se propõe desenvolver um uso 
mais versátil para irrigação alimentada por energia fotovoltaica. O 
funcionamento das placas fotovoltaicas potencia de bombas e teorias como a 
troca técnica de energia térmica para energia elétrica fica bem a quem do 
19 
 
escopo deste trabalho. Tira a atenção do leitor que tem interesse na irrigação e 
o seu beneficio a ele. 
Projetou-se um chassi sobre rodas e acoplou-se a ele uma bomba 
centrífuga acionada por um motor elétrico, coberta por uma placa solar. Esta 
carreta pode ser puxada por trator, carro e também por uma pessoa sem 
problemas com o peso do equipamento montado sobre a carreta. 
Fixa-se o painel fotovoltaico em uma rotula para usuário regular sua 
posição angular para as diversas horas do dia e aproveitar ao máximo a sua 
eficiência energética. 
Ao se expor uma ideia ela passa a ser coletiva tem uma evolução rápida, 
sugeriu-se nas coletas de dados com os agricultores a fabricação na mesma 
linha de uma plataforma para sucção da agua do local de captação. Isso gera 
uma nova pesquisa novos estudos e novos conceitos. 
Imaginamos junto com os agricultores a possibilidade de uma plataforma 
irrigar vários canteiros. Com o deslocamento da plataforma em uma das 
cabeceiras dos canteiros eles trocam as mangueiras de rua como dizem. Há 
uma economia de tubos e bicos. Este manejo pode ser programado por cultura 
por horário ou varias possibilidades conforme as necessidades das lavouras. 
Esta ilustração do equipamento materializa a ideia mostrada a cima: 
 
Figura 13 Desenho ilustrativo da mini usina geradora de energia 
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
20 
 
5.2 DESENVOLVIMENTO E PROJETO ELÉTRICO DA AUTOMAÇÃO 
Aplicando o que aprendemos até agora na Univesp nas disciplinas cita-
se como guia direto introdução a engenharia, expressão gráfica, expressão de 
textos e buscando auxilio em física e matemática. E para o projeto com o 
mínimo de eventos contrários buscou-se auxilio de profissionais das áreas 
correlatas. 
Começou-se fazendo um cronograma de funcionamento do que se 
propunha respondendo algumas perguntas: 
Objetivo principal: controle autómato de um sistema de irrigação 
fotovoltaico; 
O que usar: componentes confiáveis e de usabilidade simples 
Como montar: um projeto que possa ser lido por todos os níveis 
profissionais da área. 
Uso da plataforma: com facilidade no manejo do painel fotovoltaico e na 
parte da irrigação. 
Manutenção: o que mais cuidou-se na elaboração do projeto integrador 
uma manutenção fácil para não se ter um equipamento obsoleto. 
Figura 14 Esquema elétrico do funcionamento da automação
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
21 
 
Relação e identificação dos componentes do processo: 
ITEM COMPONENTE IDENTIFICAÇÃO FUNCÃO 
01 Chave geral seccionadora G1 liga/desliga energia do painel 
02 Botão seletor S1 Seleciona continuo/intermitente 
03 Contato do rele de tempo T1 Seleciona ciclo continuo 
04 Contato do rele de tempo T2 Seleciona ciclo intermitente 
05 Botão desliga B0 Desliga operação de irrigação 
06 Botão liga B1 Liga operação ciclo continuo 
07 Contato de selo K1 Mantem o processo ligado 
08 Bobina do contatora K1 Energiza contator K1 
09 Contato NA T2 Isola bobina T1 
10 Bobina do rele de tempo T1 Energiza rele de tempo T1 
11 Bobina do rele de tempo T2 Energiza rele de tempo T2 
12 Contator K1 Liga motor da bomba de 
irrigação 
13 Motor M Motor da bomba de irrigação 
 
 Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
O esquema elétrico ilustrado a cima e descrito no gráfico de 
componentes e funções mostra que um usuário ou técnico com um 
conhecimento de elétrica tem competência técnica para operar ou fazer 
manutenção no quadro. 
Ouvindo a necessidade dos agricultores projetou-se no sistema dois 
ciclos de irrigação, um continuo com o start acionado pelo agricultor e o fim 
determinado por um tempo programado no temporizador. De minuto a horas. 
Outro ciclo intermitente, ao acionar o start o sistema opera por um tempo 
determinado, Ao termino deste tempo o sistema entra em stand by, também 
por um tempo estabelecido, ao zerar o stand by o sistema volta a irrigar. Por 
numero de ciclos também determinado. 
 
6 MONTAGEM DO PROTÓTIPO 
A montagem do protótipo é a fase em que percebemos e mostramos a 
simplicidade do projeto e a ideia que ate agora era uma proposta tem uma 
logica de uso bem materializada. Os nossos colaboradores no desenvolvimento 
sentiram-se bastante confiantes na possibilidade de uso deste equipamento em 
suas hortas. 
O protótipo foi feito com a ajuda de algumas empresas. Conseguimos os 
componentes emprestados alguns usados em condições de uso. 
Fizemos a carreta em escala em escala de 1:8. No torno usinamos as 
rodas em nylon, e as pontas do eixo. Cortamos e dobramos uma chapa para 
montar o chassi. Um ferro dobrado em forma de V simulando o cabeçario que é 
o engate para puxar o equipamento toda esta etapa esta na escala. 
A bomba centrifuga da irrigação no protótipo é uma bomba de maquina 
de lavar roupas. 
Os componentes elétricos para mostrar o funcionamento da automação 
são todos projetados e dimensionados ao tempo do vídeo. A operação que 
simulamos em segundos é proporcional ao tempo em horas de irrigação. 
Demonstra-se nas imagens que segue algumas etapas da montagem do 
protótipo. 
 
 
 
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Figura 15 Montagem do chassi (Posicionamento e solda do eixo) 
 
 
 Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Figura 16 Solda do cabeçario 
 
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Figuras 17 e 18 Fixações do trilho para os componentes elétricos e 
suporte da bamba 
 
 
 Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Figuras 19, 20 e 21 Carreta com as rodas 
 
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
23 
 
Os componentes da automação estão colocados na carreta em um 
trilho, esta é apenas a posição no protótipo. Para o modelo a automação é 
montada em caixa e os componentes protegidos. 
 
Figuras 22 e 23 Testes dos componentes colocados 
 
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Figura 24 e 25 Suporte para a bomba 
 
 
 Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Figura 26 Pintura 
 
 
 
 Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
Demonstrativodos componentes e sequencia da logica do 
funcionamento 
 
 
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Figura 27 Demonstrativo dos componentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Grupo do projeto integrador 
 
 Para ligar a automação da irrigação montamos um sequencia com as 
etapas como segue 
 
1º Ligar o disjuntor geral (01 na Figura 27). 
Ao ligar o disjuntor energizamos o painel fotovoltaico e seu inversor. 
2º Selecionar o tempo de irrigação no rele de tempo (04 na Figura 27) 
É o tempo que a irrigação irrigando. 
3º Acionar o botão liga (03 na Figura 27). 
Ao pressionar a botão ligamos a bomba de irrigação . 
4º O sistema autômato vai desligar ao rele de tempo ativar o set point. 
 
Figuras 28,29 e 30 Fotos da unidade geradora pronta 
 
 
 
 
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Ao selecionar-se o tema energia fotovoltaica para a agricultura hortifrúti 
familiar e relacionar este tema ao assunto proposto clima ambiente e 
01 Disjuntor geral 
(Energiza o sistema) 
02 Contator 
(Libera a energia da bomba) 
03 Botão liga 
(e rele do tempo) 
(Liga o controle autômato) 
04 Rele de tempo 
(Controla o tempo de operação) 
06 Painel fotovoltaico 
(Gera energia solar) 
05 Bomba 
(distribuidora de agua) 
25 
 
sociedade, coloca-se para o estudo social a viabilidade das pequenas 
propriedades rurais implantar a agro tecnologia em suas lavouras, para o 
estudo da biologia uma ajuda modesta mais de grande horizonte na 
preservação dos micros ecossistemas e suas bacias hidrográficas, os quais 
tem influencia direta no ambiente e no clima regional. 
Implantar mine usinas geradoras de energia é uma tendência global, a 
fonte geradora fotovoltaica; é uma das mais indicadas para a posição 
geográfica do Brasil; ela é limpa, não polui rios, ar ou solo, é um dos geradores 
mais simples para se instalar e usar em relação a outras fontes geradoras 
como exemplo a eólica; que economicamente exige investimentos maiores de 
instalação produção. 
A proposta deste Projeto Integrador para o desenvolvimento da mine 
usina geradora de energia fotovoltaica é o inicio do uso da tecnologia e o 
aprendizado de técnicas aplicadas ao TI, á agricultores que precisam de um 
manuseio cada dia mais integrado a informática e o uso de hardware na 
conotação de ferramentas ergonômicas e antropométricas para lhe auxiliar na 
sua cultura hortifrúti. 
Decidiu-se pelo uso das técnicas de bobinas e reles por serem as 
pioneiras nas automações industriais. São sistemas descomplicados 
conhecidos e de fácil manutenção. Adota-se o dito popular que vem de 
encontro aos agricultores “devagar se vai longe” com “um passo de cada vez”. 
Uma técnica desconhecida é quase não aceitável. Torna-se obsoleta. 
Revolucionar é impor A imposição nem sempre é aceita. Evoluir é 
crescer. Com a evolução aprende-se a aceitar o mais vantajoso. Sentiu-se 
ainda a resistência ao custo do painel fotovoltaico seu micro inversor e a pouca 
confiabilidade na novidade da energia solar. 
Fechando o projeto deixa-se em aberto a ideia de que simplificando a 
automação de um sistema de irrigação com energia solar encontra-se um 
mercado isolado pelas empresas de irrigação, que por logica de mercado 
visam irrigações como as de pivô central, investem em grandes plantações 
esperando um retorno razoável nos lucros. Ao perceber-se um setor da 
agricultura com potencial para um sistema de irrigação satisfatório, com custo 
inicial acessível, operação fácil e manutenção garantida, pode-se agregar este 
publico. Espera-se que esta ideia viralize nas pequenas empresas para no 
26 
 
futuro ter-se mini usinas geradoras de energia solar em uso num grande 
numero de propriedades rurais. E a técnica de automação desenvolvida pela 
engenharia ir evoluindo junto com o usuário e cada vez mais contribuir para 
minimizar impactos no clima como o aquecimento global, no ambiente como 
ecossistema, diminuir a construção de usinas hidroelétricas que causam 
impactos a flora e a fauna e para a sociedade uma alternativa de conter gastos 
na agricultura e reverter este excedente para a sua vida familiar. 
 
8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
CONTROLE DE IRRIGAÇÃO DE HORTALIÇAS PORMICROCONTROLADOR. 
Disponível em 
<http://repositorio.uniceub.br/bitstream/123456789/3172/3/20631405.pdf> 
Acesso em: 30 set 2018 
POZZEBON, EJ. Demanda hídrica para agricultura irrigada nas analises de 
pedidos de ortoga de do uso da agua. XV simpósio brasileiro de recursos 
hídricos. Curitiba 2003 
BORGES,C.G.R.; SERA,A.S. Dimensionado mediante simulação de sistemas 
de energia solar fotovoltaica aplicados a la eletrificação rural. Engenharia 
Mecânica. v.14 
Universidade Federal de Juiz de Fora. 
www2.ufjf.br/noticias/2016/01/28/hidreletricas-na-amazonia-podem-emitir-mais-
gases-de-efeito-estufa-que-usinas-a-carvao-oleo-e-gas/ 
Wikipédia https//pt.wikipedia.org/software aplicativo 
MAROUELLI,W.A.; CALBO,A.G.; CARRIJO, O.A. Avaliação de sensores do 
tipo Irrigas® para o controle da irrigação em hortaliças cultivadas em substrato. 
Irriga. v.10, 2005, . 
 
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Software_aplicativo