Desenvolvimento de um sistema de aplicação à taxa variada para produção em pequena escala

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Coelho, Andre Luiz de Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Agricultura de precisão; Computadores de placa única; Sistemas embarcados (Computadores); Máquinas e Implementos Agrícolas
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28377

A agricultura de precisão é uma estratégia de manejo das lavouras comumente adotada na agricultura moderna. A sua adoção tem sido impulsionada pela necessidade de otimização do sistema produtivo, buscando a máxima lucratividade para o agricultor. Para a aplicação de insumos são utilizadas máquinas que possuem controladores para aplicação à taxa variada. Esses controladores permitem que a máquina agrícola altere, automaticamente, a taxa de aplicação à medida que se desloca no talhão. Nas máquinas de aplicação à taxa variada com base em mapa, a determinação da quantidade de insumos requer a aquisição de dados do sistema solo-planta, que são analisados e utilizados para gerar os mapas de aplicação. Logo, é importante garantir a confiabilidade e precisão dos dados adquiridos, permitindo que estes possam ser usados nas tomadas de decisões. Máquinas com controladores para aplicação à taxa variada e sistemas de monitoramento estão disponíveis no mercado nacional e internacional. Contudo, o custo de aquisição tem sido uma barreira para a adoção da agricultura de precisão por agricultores de pequena escala. Assim, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas de baixo custo, contribuindo para que os agricultores de pequena escala possam utilizar a agricultura de precisão. Para se desenvolver um sistema de baixo custo, compatível com a agricultura de pequena escala, componentes de código aberto, como o computador de placa única Beaglebone Black, o módulo GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) u-blox NEO6M e o módulo GSM (Sistema Global para Comunicações Móveis) SIM800L foram utilizados no presente trabalho. Programas de computador, linguagens de programação e ferramentas de código aberto, como QGIS, Python e PyQt, foram utilizados, dispensado a aquisição de licenças. Um sistema embarcado de análise de dados foi desenvolvido para permitir a filtragem de dados, geração de mapa interpolado e geração de mapa de agrupamento em classes, enquanto o usuário ainda estava em campo. O estudo de caso, realizado com dados de produtividade de soja, confirmou a importância da filtragem dos dados antes da sua utilização em tomadas de decisões. Nesse estudo de caso, o sistema embarcado desenvolvido removeu 29,4% dos dados brutos. O desvio padrão do erro de interpolação reduziu de 1,25 para 0,49 Mg ha -1 , como consequência da limpeza dos dados. Foi observado que dados inconsistentes podem mascarar a variabilidade espacial, o que pode resultar em tomadas de decisões erradas. Para a semeadura à taxa variada, um controlador foi desenvolvido e instalado em uma semeadora manual de precisão. Esse controlador foi utilizado para controlar a velocidade angular do motor elétrico de acionamento do mecanismo dosador de sementes. O ensaio em campo mostrou que a semeadora equipada com o controlador desenvolvido apresentou índice de qualidade de distribuição entre 65,6 e 76,16% quando distribuiu entre 40000 e 70000 plantas ha -1 . Essa qualidade de distribuição é compatível com resultados obtidos em ensaios de outras semeadoras de taxa fixa que adotam o disco horizontal perfurado como mecanismo de distribuição de sementes. Concluiu-se que o controlador foi eficaz em controlar a velocidade angular do motor, com base na densidade de plantas prescrita no mapa, e na posição e velocidade da semeadora. No controlador desenvolvido foi incluído um módulo GSM de baixo custo. Este módulo permitiu enviar os dados da operação para um servidor de armazenamento a cada quatro segundos, possibilitando o monitoramento remoto e em tempo real da operação. A análise dos dados enviados para o servidor permitiu identificar a eficiência de campo da operação e uma falha ocorrida no mecanismo distribuidor de sementes. Palavras-chave: Computador de placa única. Sistemas embarcados. Agricultura de pequena escala. Internet das coisas.