projeto de monitoramento de grãos em silo

R ev ist a E ne rgi a n a Agr ic ul t ur a ISSN 1808-8759 SISTEMA DE MONITORAMENTO DA TEMPERATURA E UMIDADE EM SILOS GRANELEIROS VIA RADIOFREQUNCIA (RF)1 MARCELO FERRASA2, MARCO ANTONIO M. BIAGGIONI3 & ARINGELO HAUER DIAS4 RESUMO: O uso das Tecnologias da Informao e Comunicao tem crescido nas mais variadas atividades agrcolas. Como conseqncia, vem revolucionando a forma de pensar e agir do produtor que almeja se estabelecer num mercado cada vez mais competitivo. Entretanto, o alto custo de aquisio e manuteno dessas tecnologias um fator que pode inibir sua disseminao e aceitao, principalmente a um grande nmero de pequenos produtores de gros. Diante desse cenrio, h uma necessidade de solues inovadoras adequadas a esse universo de produtores. Partindo-se dessa premissa, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um prottipo de baixo custo para o monitoramento de temperatura e umidade de gros armazenados em silos, utilizando uma tecnologia de comunicao sem fio por radiofrequncia. Para tanto, foram analisadas as implicaes econmicas do custo/benefcio do emprego inovador da transmisso sem fio no processo de termometria de gros. O prottipo foi composto por duas unidades eletrnicas, uma de aquisio e outra de recepo de dados, alm de um programa computacional que ofereceu ao produtor informaes precisas para o controle da aerao. Por meio de testes realizados quanto estabilidade, integridade e confiabilidade da transmisso de dados via rdio, utilizando componentes eletrnicos de baixo custo, pode-se considerar o sistema desenvolvido potencialmente vivel. Este apresentou o diferencial da comunicao sem fio via rdio no processo de termometria de gros, proporcionando mobilidade, minimizando custos com cabeamento, manuteno e oferecendo facilidades para sua expanso; tambm adequou-se ao monitoramento de temperatura e umidade de gros em silos; e mostrou-se com viabilidade operacional, alm do baixo custo de desenvolvimento quando comparado a produtos similares encontrados no mercado brasileiro. Palavras-chave: Armazenamento de gros, programa computacional, baixo custo, comunicaes sem fio.

Artigo extrado de Tese (Doutorado em Agronomia/Energia na Agricultura) Faculdade de Cincias Agronmicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu (2008). 2 Professor Doutor do Departamento de Informtica Universidade Estadual de Ponta Grossa Av. Carlos Cavalcanti, 4748 CEP 84.030-900 Ponta Grossa Paran Brasil. [email protected] 3 Orientador e Docente do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Cincias Agronmicas FCA/UNESP Botucatu-SP - Fazenda Lageado. Rua Jos Barbosa de Barros, 1780. Caixa postal 237. [email protected] 4 Co-orientador e Professor Doutor do Departamento de Informtica Universidade Estadual de Ponta Grossa Av. Carlos Cavalcanti, 4748 84.030-900 Ponta Grossa Paran Brasil. [email protected]

1

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

Ferrasa, Biaggioni e Dias

Sistema de Monitoramento da Temperatura ...

MONITORING SYSTEM OF TEMPERATURE AND HUMIDITY IN GRAIN SILOS BY RADIO SUMMARY: The use of Information and Communication Technology has grown in most agricultural activities. As a consequence, it has changed the way of thinking and acting of the farmer who wants to establish a more and more competitive market. However, the high costs of acquisition and maintenance of those technologies may be a factor which can inhibit its spread and acceptance, mainly to a large number of small grain Brazilian farmers. In this context, there is a need for innovative solutions that are proper for this universe of farmers. Starting from this premise, this paper presents the development of a low cost prototype to the monitoring process of temperature and humidity values of grains stored in silos, using communication based on wireless technology by radio frequency. Therefore, the economic implications of cost/benefit ratio of innovative application of wireless transmission in the process of thermometry of grains were analysed. The prototype was made of two electronic units, one of acquisition and another one of data reception, as well as computational software, which offered the farmer more precise information for the control of aeration. By means of stability, integrity and reliability tests of data transmission via radio, using low cost electronic components, the development system can be considered as potentially viable. It presented the difference regarding the wireless communication via radio in the process of grains thermometry, providing mobility, reducing cabling costs and maintenance, and also offering an easy system expansion; it was also appropriate to temperature and humidity monitoring in grain silos; and revealed operational viability, besides the low cost development when compared to similar products available in the Brazilian market.

Keywords: Storage of grain, software, low cost, wireless communication.

1 INTRODUO

Um dos setores produtivos do Brasil que vem apresentando melhor desempenho o setor agrcola, principalmente na produo de gros. Segundo relatrio do Ministrio da Agricultura, considerando-se apenas um intervalo de cinco anos entre 1999 a 2006, a produo de gros cresceu em torno de 69%. Para a safra de 2007/2008 o total colhido ultrapassou as 140 milhes de toneladas. Mesmo assim, os investimentos em tecnologia para o agronegcio nacional, quando comparados a pases desenvolvidos, ainda so modestos, principalmente para os pequenos produtores brasileiros de gros. Portanto, tornar a tecnologia

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

140



acessvel a esses produtores, atravs de solues de baixo custo de aquisio e manuteno estratgico para melhorar a produtividade, racionalizar energia e minimizar os riscos inerentes atividade agrcola. A adoo de mecanismos de comunicao sem fio via radiofrequncia pode oferecer melhores solues quando utilizados em propriedades onde antes era inviabilizada a instalao de um sistema de comunicao por meio de cabos. Tal inviabilizao da estrutura de cabeamento (postes, canaletas, dutos, caixas de passagem, etc.) poderia ser causada por vrios motivos como: condies adversas da topologia dos terrenos, maior dificuldade na realizao de manutenes peridicas, ou ainda, questes legais como, por exemplo, quando a instalao do cabeamento atravessa reas de preservao ambiental. Em contrapartida, a comunicao sem fio necessita de estrutura mais simples e de menor custo, composta somente de unidades transmissoras e receptoras. A secagem e o armazenamento dos gros tambm so etapas do processo produtivo onde o emprego da tecnologia tem contribudo para melhorar a conservao e a manuteno da qualidade dos gros. Alm desses benefcios, a tecnologia tambm pode oferecer ao produtor meios para monitorar e controlar as condies ambientais no interior de silos graneleiros. Com um controle mais eficiente, os gros podem ficar armazenados por mais tempo e manter ndices de qualidade nutritiva aceitveis para consumo, dando maior autonomia ao produtor, que pode escolher com mais cautela o momento da comercializao dos gros. Neste sentido, o presente artigo props a construo de um sistema (prottipo) de baixo custo para monitoramento via radiofrequncia dos dados de temperatura e umidade de gros armazenados em silos metlicos voltado aos pequenos produtores de gros. Existem empresas brasileiras que fabricam e comercializam equipamentos semelhantes, mas o sistema de comunicao de dados entre o coletor de dados e o processador, ainda feito por meio de cabos, o que pode impor certas limitaes instalao de todo equipamento, restringindo sua localizao a locais prximos s unidades armazenadoras. O objetivo deste trabalho tambm consistiu em desenvolver um sistema de comunicao sem fio via radiofrequncia de baixo custo que transporta os dados coletados at o seu destino, para posterior processamento atravs de um programa computacional.

1.1 Comportamento dos gros armazenados Segundo Athi et al. (1998), os gros no ambiente de estocagem, comportam-se semelhantemente a um ecossistema, no qual os elementos biticos (gros, insetos e microflora) e abiticos (impurezas, ar intragranular, vapor dgua e estrutura de armazenagem) so afetados, tanto qumica como biologicamente

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

141



por fatores ambientais como: temperatura, umidade e composio do ar. Tais componentes so as variveis do sistema e interagem continuamente entre si. Conforme Delouche et al.(1973) citados em Carneiro (2003) a umidade relativa e a temperatura so os fatores fsicos mais relevantes que afetam a qualidade da semente durante a armazenagem, sendo que, a umidade relativa fator que tem uma relao direta com o teor de gua da semente. A temperatura ambiente e a umidade relativa nos trpicos e subtrpicos so condies adversas armazenagem de gros, por isso, h necessidade da reduo do teor de gua dos gros aps a colheita.

1.2 Termometria e aerao As complexas reaes que ocorrem na massa de gros armazenada, liberam calor que se intensifica a partir de um determinado teor de umidade, colocando em risco a qualidade e mesmo a vida do gro. Nesse aspecto, os valores de tais elevaes de temperatura de uma massa de gros so obtidos atravs de um processo denominado de termometria (WEBER, 2001). Segundo Puzzi (2000), termometria o processo de obteno de valores de temperatura de uma massa de gros armazenada em silos ou armazns graneleiros, equipados com dispositivos base de pares termoeltricos. Tais leituras so efetuadas em diferentes alturas e regies do interior da massa de gros, com exatido e rapidez. Para Weber (2001), devido aos sistemas de termometria presentes nos silos de armazenagem, possvel conhecer e avaliar a gravidade dos problemas e os movimentos da temperatura, quando em elevao. O acompanhamento dirio dessas temperaturas permite acionar a ventilao de resfriamento dos gros (aerao), de forma preventiva, antes que elas atinjam um valor prximo ao de risco de perda dos produtos armazenados. De acordo com Borges (2002), o processo de aerao a passagem forada do ar ambiente (ou em alguns casos aquecido) pela massa de gros. A aerao serve para resfriamento do produto, pois no fim da secagem, a temperatura deste ainda est 2oC a 5oC acima da temperatura ambiente e, principalmente, para armazenamentos de longos perodos (s vezes mais de um ano).

1.3 Tecnologia da Informao (TI) e o agronegcio Segundo a Economist Intelligence Unit (EIU, 1996), TI conceituada como um complexo tecnolgico que conjuga computadores, programas computacionais, redes de comunicao pblica ou privada,

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

142



tecnologias de telecomunicaes, protocolos de transmisso de dados, bem como os servios computacionais em rede, intra e inter empresas, que propiciam servios de comunicao de dados e programas softwares aplicativos e outros servios. Tendo como enfoque as organizaes produtivas, pode-se confirmar a TI como sendo todos os meios que alavancam e potencializam o processo de criao e desenvolvimento de capacitao tecnolgica (VALLE, 1996). Hardware, software, redes de comunicao, Workstation, robtica e os chips inteligentes so elementos componentes da tecnologia da informao. E, sob uma tica computacional, a TI o conjunto de software e hardware que executa uma ou mais atividades de coletar, transmitir, estocar, recuperar, manipular e exibir dados (ANGELONI, 2001). Segundo Loureno (2008), o agronegcio brasileiro passou por um considervel crescimento entre as dcadas de 1970 e 1990, com o desenvolvimento da Cincia e Tecnologia, proporcionando o domnio de regies antes consideradas imprprias para agropecuria. As Tecnologias da Informao e comunicao abrangem o campo de atuao delimitado pela Agricultura de Preciso (AP), na qual faz uso de recursos tecnolgicos para identificar e tratar dados individualmente, no sentido de alcanar a preciso e melhorar as condies para aumento da produtividade (MCBRATNEY, 2005). E, acrescenta-se ainda, a idia de Umezu (2003), que designa para o termo Agricultura de Preciso a utilizao de diversas tecnologias avanadas, para a reduo de custos de produo. Para Mello e Caimi (2008) o setor agrcola tem sido agraciado com expressivos benefcios no uso da computao e das tecnologias de comunicao que incorporam sistemas computacionais como: sensores embarcados em equipamentos de manejo agrcola para coleta de dados, sistema posicionamento global para mapeamento de reas de plantio, controle automtico de operao e sistemas de programas computacionais para gesto de dados, dentre outros. Conforme Gomide (1998) a evoluo da eletrnica, aliada crescente demanda de mercado, tem contribudo para facilitar o acesso tecnologia e s ferramentas de ponta que antes existiam apenas em laboratrios e centros de pesquisa. Para Vilela et al. (2003), esse avano tecnolgico tem beneficiado a engenharia agrcola, tanto no desenvolvimento de novos equipamentos como na adaptao dos j disponveis em outros setores da produo, para aplicao na agricultura. 1.4 A comunicao de dados por radiofrequncia aplicada agricultura Mores (2000) afirmou que a comunicao distncia estabelecida utilizando-se as diferentes mdias como a escrita, o som e as imagens, alcanando distncias cada vez maiores, formando a denomi-

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

143



nada rede de comunicao. Nessa rede, geralmente o meio fsico utilizado para transporte de dados o cabo, o que pode acarretar certas dificuldades na comunicao. Apesar da melhora significativa da qualidade e durabilidade dos cabos, ou seja, da tecnologia que os envolve, ainda no foram solucionadas algumas vulnerabilidades a agentes como o homem, animais roedores e fatores climticos. Assim, os eventuais transtornos inerentes utilizao de cabos, no so encontrados em meios de comunicao sem fio, como por exemplo, a radiofrequncia ou luz infravermelha. Esse tipo de comunicao pode ser aplicado, segundo Rebelato e Lidak (2006), para modificar as formas tradicionais de coleta e apresentao de dados. Entretanto, a comunicao sem fio tambm apresenta alguns pontos vulnerveis, como interferncias e atenuaes do sinal, mas que podem ser sanados com maior facilidade. Queiroz (2007) desenvolveu um sistema de automao de modo a propiciar a irrigao de preciso em equipamentos do tipo piv central. O sistema composto por placas eletrnicas destinadas ao controle dos pivs e aquisio de dados, alm de programas computacionais para processamento e armazenamento de dados. Todo o sistema de comunicao entre as placas e o programa computacional desenvolvidos, foi dotado de pares transmissores e receptores de sinais de radiofrequncia. Os sinais de rdio tambm foram utilizados como meio de comunicao no trabalho de Corona Jr. et al. (1995). Os autores desenvolveram um sistema de telemetria para medir quantidades referentes aos fatores ambientais, que influenciam a produo agropecuria em suas diversas fases tais como: as condies do solo, as condies biolgicas e condies atmosfricas. O sistema possui estaes escravas remotas para coleta de dados e uma estao mestre, compartilhando uma conexo de rdio.

2 MATERIAL E MTODOS

O prottipo do sistema desenvolvido foi dividido em trs partes principais: unidade eletrnica de aquisio e transmisso de dados, unidade eletrnica de recepo de dados e programa computacional. A unidade eletrnica de recepo de dados foi acoplada a um computador pessoal de mesa (desktop) ou porttil (notebook). A unidade eletrnica de aquisio e transmisso de dados foi acoplada aos sensores de temperatura e umidade e que realizaram a comunicao com a unidade eletrnica receptora de dados. O computador serviu para armazenar e processar os dados utilizando um programa computacional. Os componentes eletrnicos, a linguagem de programao e o sistema gerenciador de banco de dados, foram escolhidos em funo da meta de se desenvolver o prottipo do sistema com o menor custo possvel, sem comprometer sua funcionalidade.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

144



2.1 Componentes das unidades eletrnicas Como uma das principais funes do equipamento eletrnico era diagnosticar a termometria em gros armazenados, foram utilizados sensores de temperatura que podiam operar tanto no interior quanto fora da massa de gros, alm de apresentarem uma boa relao custo/benefcio. O sensor conhecido como LM35 da National Semicontuctor Corp. foi o sensor analgico que se mostrou como uma escolha apropriada para efetuar as leituras de temperatura, considerando-se principalmente, seu custo acessvel, a simples instalao, preciso suficiente para a aplicao e a tenses de sada lineares escala em graus Celsius (oC). Na medio dos valores de umidade relativa do ar intragranular e externo unidade armazenadora foi empregado o sensor modelo HS15P da General Eletric Sensing. um sensor de respostas rpidas, feito de polmero que opera entre temperaturas de 0C a 50C e registra valores de umidade entre 20 a 90% de umidade relativa. Esse sensor, trabalha com potncia de 1Vac o que demanda um controle varivel de corrente para seu funcionamento. O componente denominado multiplexador ou seletor de dados foi empregado para selecionar os sinais de dados dos sensores para serem processados. Nesse CI (Circuito Integrado) existem as entradas de seleo que sero conectadas aos sensores. Optou-se pelo CI multiplexador/demultiplexador modelo CD4051B da Texas Instruments Inc. com capacidade de multiplexar sinais de at oito sensores de temperatura ou umidade. Outro componente que foi utilizado denominado microcontrolador PIC (Peripherical Interface Controller) empregado para controlar a interface de unidades eletrnicas perifricas de um computador. O microcontrolador escolhido para compor a unidade eletrnica de aquisio e transmisso de dados foi o modelo 16F877 do fabricante Microchip Technology Inc. Para estabelecer uma conexo sem fio por meio de ondas de radiofrequncia foi utilizado um par de CIs transmissor/receptor de radiofrequncia. O CI transmissor foi inserido na unidade eletrnica de aquisio de dados, enquanto que o CI receptor foi inserido na unidade eletrnica de recepo que foi acoplada a um computador. Utilizou-se para essa funo o mdulo transmissor/receptor hbrido de controle por radiofrequncia fabricado pela Telecontolli Srl. Para operar juntamente com o par transmissor/receptor hbrido de radiofrequncia, foi utilizado o componente denominado codificador/decodificador de dados ou CODEC (encoder/decoder) modelos MC145026 (codificador/emissor) e MC145027 (decodificador/receptor) da Motorola Inc. Tambm foi necessrio o uso de um CI MAX232 da Maxim Integrated Products para converter os nveis de tenso TTL (Transistor-Transistor Logic) da unidade eletrnica de recepo de dados, que opera

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

145



em 5Vcc para o nvel CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) aceito pela interface de comunicao serial do computador que opera com nvel de tenso 12Vcc. Os sensores LM35 e HS15P foram dispostos no interior da unidade armazenadora conectados em cabos do tipo UTP (Unshielded Twister Par) tipo 5 com 4 pares de fios. Equipamentos como higrmetro e gravador de EPROM para o microcontrolador, bem como componentes eletrnicos como diodos, capacitores, resistores, reguladores de tenso, transistores, leds, dentre outros, foram utilizados para construo do prottipo das unidades eletrnicas. 2.2 Ferramentas para programao e projeto eletrnico A programao do microcontrolador 16F877 foi realizada pelo programa MPLAB IDE do fabricante Microchip Technology Inc., disponvel gratuitamente. A linguagem para desenvolvimento desse programa computacional foi JAVA da Sun Microsystems, com licena gratuita e conceito de programao multiplataforma, proporcionando portabilidade operacional e economia de recursos computacionais. Os projetos das unidades eletrnicas foram criados com o programa EAGLE Light Edition da CadSoft Computer GmbH verso gratuita.

2.3 Instalao e testes O prottipo do sistema de monitoramento foi instalado para a realizao dos testes, em um silo do Laboratrio Experimental de Ensaios em Secagem e Armazenamento (LESA) com aproximadamente 3 toneladas de capacidade, localizado na Fazenda Experimental Lageado da Universidade Estadual Paulista - UNESP em Botucatu-SP (Figura 4a). Foram instalados 2 cabos de par tranado tipo UTP com 8 fios, comportando 6 sensores de temperatura LM35 para conexo com a unidade eletrnica de aquisio de dados. Os sensores foram dispostos em diferentes camadas da massa de gros (Figura 1).

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

146



Figura 1- Esquema de ligao dos sensores para o silo experimental.Fonte- Ferrasa, 2008.

O experimento realizado com o prottipo de sistema contemplou a realizao de testes a cerca da distncia alcanada pelos sinais de rdio, onde houve contabilizao de erros de transmisso.

3 RESULTADOS E DISCUSSO

A Figura 2 mostra uma viso geral do prottipo desenvolvido e suas unidades componentes.Unidade de Armazenamento/Silo Sensores Externos Cabos de Conexo Transmissor RF Receptor RF

Conector DB-9 pinosPrograma Computacional (JAVA)

Interface Serial

Unidade Eletrnica de Aquisio e Transmisso de Dados

Ondas de Rdio Massa de Gras Sensores de Temperatura

Unidade Eletrnica de Recepo de Dados

Computador Pessoal/Porttil

Figura 2- Viso geral do prottipo de sistema desenvolvido.Fonte.- Ferrasa, 2008.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

147



As unidades eletrnicas desenvolvidas so apresentadas na Figura 3.

Figura 3- Unidades eletrnicas em fase experimental. (A) Aquisio e Transmisso, (B) Recepo. Fonte- Ferrasa, 2008.

Foram realizados dois tipos de testes com o prottipo do sistema: o primeiro verificou a confiabilidade da comunicao via rdio, onde foi enviada uma mesma seqncia de nmeros (sem a presena de sensores) sendo verificada sua recepo; o segundo testou o alcance da transmisso por rdio, com as unidades eletrnicas de transmisso, recepo (Figura 3) e os sensores instalados no silo, obtendo-se dados reais de temperatura e umidade.

3.1 Resultados dos testes de comunicao entre as unidades transmissora e receptora de dados

Por meio de testes em local aberto, constatou-se que durante a comunicao ocorria um grande nmero de dados corrompidos, sem saber com exatido qual a origem do problema. Inicialmente, pensouse na hiptese de que os dados poderiam estar sendo corrompidos por alguma outra fonte de rdio operante na mesma freqncia e prxima ao local de teste. Entretanto, descartou-se essa hiptese quando se testou o prottipo em local fechado e com paredes de concreto que poderiam dificultar a penetrao dessas fontes de interferncia, mas mesmo assim, os erros de recepo persistiram. Com o uso de um par CODEC os programas dos microcontroladores das unidades transmissora e receptora, foram modificados para que os bits de endereo gerados pelo CODEC pudessem ser inseridos e

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

148



retirados do conjunto dos bits de dados. Na etapa de testes seguinte obteve-se sucesso na recepo dos dados, transmitido-se as seqncias de caracteres 200.0 (dois, zero, zero, ponto, zero) simulando dados de sensores e 999.9 (nove, nove, nove, ponto, nove) sinalizando o ltimo dado (Figura 4).

Figura 4- Resultado da comunicao via rdio com o uso do codificador de dados. Fonte- Ferrasa, 2008.

Para fase dos testes de alcance do sinal de rdio, a unidade transmissora e os sensores foram instalados no silo e a unidade receptora foi acoplada a um computador porttil, sendo posicionada a distncias sempre crescentes de 1 metro. Em cada posicionamento da unidade receptora, verificou-se qual a porcentagem de dados corrompidos que ocorreram num determinado perodo de tempo. O teste abrangeu distncias entre 1 e 30 metros e em cada uma das distncias, efetuou-se o teste de comunicao durante o perodo de 10 minutos, transmitindo-se um nmero fixo de dados (Figura 5).

Figura 5- Grfico de erros de comunicao via rdio obtido para o teste de distncia. Fonte.- Ferrasa, 2008.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

149



Constatou-se que a comunicao via rdio mostrou-se confivel em distncias compreendidas no intervalo de 1 a 15 metros, sendo que em distncias superiores o nmero de erros cresce proporcionalmente ao aumento desse intervalo (Figura 6 e 7).

Figura 6 - Recepo de dados dos sensores at 15m de distncia. Fonte.- Ferrasa, 2008.

Figura 7- Recepo de dados dos sensores a 30m de distncia. Fonte.- Ferrasa, 2008.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

150



Em relao aos testes de alcance da transmisso por rdio, quando se chegou a 30 metros de distncia da unidade transmissora, houve um percentual de erro de 36,4% dos dados transmitidos. Analisando-se as Figuras 7 e 8, nota-se uma perda significativa de dados. Foram enviados 1.774 caracteres e apenas 1.110 foram recebidos, o que comprometeu a confiabilidade da comunicao. Tal constatao no corresponde afirmao do fabricante de que o par transmissor/receptor hbrido de rdio opera em distncias que variam de 20 a 30 metros, pois a distncia mxima obtida para uma comunicao confivel foi de 15 metros.

3.2 O programa computacional de monitoramento O programa computacional chamado ARGUS-RF foi desenvolvido para ser operado por qualquer pessoa com conhecimentos bsicos de informtica e que possa manipular um apontador (mouse) e um teclado. Os dados coletados e processados pelo programa geram informaes importantes que so disponibilizadas ao usurio em uma interface simples, auxiliando-o no controle das condies ideais de armazenamento de uma massa de gros como mostrado nas Figuras 8 e 9.

Figura 8 - Interface do programa computacional. (A) Tela principal, (B) Visualizao dos sensores. Fonte.- Ferrasa, 2008.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

151



Figura 9- Grficos de dirios do comportamento da temperatura e umidade relativa. Fonte.- Ferrasa, 2008.

3.3 Custo do prottipo

Quanto aos custos, destacaram-se em primeiro lugar os baixos investimentos em componentes eletrnicos empregados na construo do prottipo; em um segundo momento a comunicao via rdio que se mostrou satisfatria; e por fim o custo do software livre para desenvolvimento do programa computacional. Os custos abrangeram a aquisio dos componentes eletrnicos e a de mo-de-obra para o desenvolvimento do programa computacional e das unidades eletrnicas (Tabela 1).

Tabela 1- Custos de desenvolvimento do prottipo. Descrio dos Custos Componentes eletrnicos Total* Cotao do dlar em 30/11/2008 a R$ 2,11. Fonte.- Ferrasa, 2008.

Valor* U$ 191.16 U$ 873.16

Mo-de-obra (desenvolvimento do programa computacional e unidades eletrnicas) U$ 682.00

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

152



De acordo com pesquisas de preos realizadas em duas das maiores empresas brasileiras (Kepler Weber e Grupo Fockink) fornecedoras de equipamentos de termometria e controle de aerao para silos, existem equipamentos sofisticados, unindo o que h de mais avanado no emprego da tecnologia, como o controle de temperatura e gerenciamento de aerao e do misturador de gros, detector de umidade baseado no sistema de GPS, dentre outros. Tais equipamentos tecnolgicos variam de U$ 3,800.00 (trs mil e oitocentos dlares) a U$ 5,700.00 (cinco mil e setecentos dlares, cotado em agosto de 2008) e obviamente no podem ser consideradas apropriadas a um pequeno produtor de gros. Outros produtos de custo mais acessvel para o monitoramento de temperatura, na faixa de R$ 950,00 (novecentos e cinqenta reais, cotado em setembro de 2008) baseiam-se em instalar no silo uma caixa de tomadas, ligada a um conjunto de sensores. Para realizar a leitura dos sensores, o usurio deve acoplar caixa de tomadas, um pequeno leitor porttil onde se visualiza a temperatura de cada sensor. Esses produtos no contemplam o uso de um programa computacional (software) e cabe ao usurio saber as localizaes dos sensores no interior da unidade armazenadora. Diferentemente dessas solues de custos mais acessveis disponveis no mercado, o prottipo de sistema de monitoramento desenvolvido e apresentado neste trabalho oferece outras vantagens, como a comodidade da leitura remota sem necessidade do deslocamento at o silo para acoplar um leitor porttil, o que pode ser vantajoso em perodos de clima adverso ou em situaes em que o deslocamento at o silo no seja possvel momentaneamente. Por meio do programa computacional, tambm possvel visualizar as temperaturas e umidades nos locais em que cada sensor foi posicionado, bem como ser alertado automaticamente quando a temperatura mdia da massa de gros atinge um valor crtico. Essas funcionalidades no esto disponveis nos sistemas mais simples, voltados a pequenos produtores. Outra questo econmica que pode ser considerada relativa ausncia de cabos e da infraestrutura para a comunicao do prottipo com um computador. Todos os produtos nacionais disponveis no mercado que utilizam um programa computacional, cabos blindados de alto custo so acoplados s placas eletrnicas de aquisio. O custo de instalao do cabeamento necessrio nesses casos pode crescer proporcionalmente ao aumento da distncia entre a coleta e o processamento dos dados, o que no se observa no prottipo de monitoramento apresentado.

4 CONCLUSES Considerou-se o prottipo desenvolvido a um custo de U$ 873.16, potencialmente vivel diante do poder aquisitivo dos pequenos produtores de gros; Proporcionou benefcios com o emprego das TICs no processo de armazenamento de gros;

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

153



Apresentou o diferencial da comunicao de dados via rdio de baixo custo, para termometria de gros, oferecendo mobilidade, reduzindo custos com cabeamento e facilidades para expanso do sistema.

5 REFERNCIAS

ANGELONI, M. T. A adequao do ensino de administrao realidade das organizaes: proposta de implantao de um laboratrio de gesto estratgica da informao e do conhecimento. Revista de Cincias da Administrao, Florianpolis, v. 3, n. 6, p. 62, set. 2001. ATHI, I. et al. Conservao de gros. Campinas: Fundao Cargil, 1998. 236 p. BORGES, P. A. P. Modelagem dos processos envolvidos nos sistemas de secagem e armazenamento de gros. 2002. 107p.Tese (Doutorado em Engenharia) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2003. CARNEIRO, L. M. T. A. Antecipao da colheita, secagem e armazenagem na manuteno da qualidade de gros e sementes de trigo comum e duro. 2003. 109p.Tese (Doutorado em Engenharia Agrcola) - Faculdade de Engenharia Agrcola, Universidade Estadual de Campinas. Campinas, 2003. CORONA JUNIOR. N.; SARTORI, J. C.; INAMASU, R. Y. Rede local de instrumentos: aplicao de rdio digital agro-pecuria. 1995. Disponvel em: . Acesso em: 18 jul. 2007. EUI (ECONOMIST INTELLIGENCE UNIT). Global telecommunications to the year 2000: the impact on corporate IT strategies and applications. New York: EIU, 1996. 18p. FERRASA, M. Sistema de monitoramento de temperatura e umidade em silos graneleiros via rdio. 2008. 107f. Tese (Doutorado em Energia na Agricultura). Faculdade de Cincias Agronmicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2008.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

154



GOMIDE, R. Monitoramento para manejo e irrigao: instrumentao, automao e mtodos. In: FARIA, M. A. et al. Manejo de irrigao. Poos de Caldas: SBEA; UFLA, DEG, 1998. p. 133-238. LOURENO, J. C. A evoluo do agronegcio brasileiro no cenrio atual. 2008. Disponvel em: . Acesso em: 12 set 2008. MCBRATNEY, A. et.al. Future directions of precision agriculture. Precision Agriculture, Netherlands, v. 6, n. 1, p. 7-23, 2005. MELLO, B. A; CAIMI, L. Simulao na validao de sistemas computacionais para a agricultura de preciso. Revista Brasileira de Engenharia Agrcola e Ambiental, Campina Grande, v. 12, n. 6, p. 666675, 2008. MORES, M. J. F. Comunicao de dados por rdio freqncia. 2000. 95p. Dissertao (Mestrado em Engenharia da Produo) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianpolis, 2000. PUZZI, D. Abastecimento e armazenamento de gros. Campinas, SP: ICEA, 2000. 666p. QUEIROZ, T. M. Desenvolvimento de um sistema automtico para irrigao de preciso em piv central. 2007. 141p. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de So Paulo, Piracicaba. REBELATO, M. G.; LIDAK, G. A transmisso de dados sem fio aplicada coleta de dados no chode fbrica. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUO ABEPRO, 26. 2006. Fortaleza. Anais: Fortaleza: ENEGEP, 2006, p. 1-8. UMEZU, C.K. Sistema de controle de um equipamento de formulao, dosagem e aplicao de fertilizantes slidos a taxas variveis. 2003. 171p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrcola) Universidade de Campinas, Campinas, 2003. VALLE, B. M. de. Tecnologia da informao no contexto organizacional. Revista Cincia da Informao, Braslia, DF, v. 25, n. 1, p. 2, 1996.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

155



VILELA, L. A. A.; CARVALHO, H. P.; PRADO, G.; BOTREL, T. A. Construo e calibrao de um manmetro digital microprocessado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRCOLA, 31. 2003, Goinia. Anais: Goinia: SBEA, 2003. 1 CD-ROM. WEBER, E. A. Armazenagem agrcola, 2. ed. Porto Alegre: Kepler Weber Industrial: Porto Alegre, 2001. 392p.

Botucatu, vol. 25, n.2, 2010, p.139-156

156

projeto de monitoramento de grãos em silo

Documents