Categoría Ingeniería y Tecnología
El Internet de las cosas aplicado en el control del Proceso de Incubación de huevos de aves. .
José Antonio Ramos Martínez, jose.ramos@esfe.agape.edu.sv Saúl Ernesto Morales Molina, saul.morales@esfe.agape.edu.sv
Escuela Superior Franciscana Especializada/AGAPE INTRODUCCIÓN. En El Salvador la industria avícola es un sector de producción de consumo primario, que permite generar una cadena de valor, que trae beneficios tanto al productor como al consumidor de derivados de la incubación de algunas de las especies de aves comestibles dentro del territorio ya que, según la asociación de avicultores de El Salvador (AVES) la inversión total en avicultura supera los $300,000,000 y la inversión anual en promedio es de $15,000,000 esto respondiendo al promedio de consumo por habitante de 47 libras y una producción de 317.3 millones de libras de carne de pollo. Esto deja a la avicultura con un total de 0.67% del PIB en el país. La investigación pretende automatizar procesos de incubación avícola para obtener mejores resultados mediante el uso de tecnologías emergentes tanto de hardware como de software, permitiendo a los avicultores mejorar sus procesos, replicando las características de incubación, por medio de sensores y actuadores dentro de un prototipo de incubadora que propone en primera instancia el manejo autónomo y manual de las condiciones de incubación dependiendo del tipo de especie, y como valor agregado el control de manera remota sin necesidad de estar conectado físicamente con el prototipo de incubadora por medio de una aplicación web desarrollado desde el análisis de requerimientos en lenguajes de programación que permitan la interacción entre el hardware y el software.
EQUIPO Y MATERIALES. Algunos de los materiales y equipos más significativos fueron los siguientes. Arduino UNO. Micro controlador programable, basado en el microchip ATmega328P, Peso: 25 gramos. Tipo de licencia: Hardware libre GNU (GPL y LGPL). Ethernet shield Modulo de conexión a red ethernet, basado el chip ethernet Wiznet W5100, 16K de buffer, Tipo de licencia: Hardware libre GNU (GPL y LGPL).
Hardware
Software
Arduino UNO.
Visual estudio comunidad 2019.
Módulo de temperatura y humedad.
Arduino IDE.
Módulo de luminosidad.
MQTT cloud.
Servomotor.
SQL Server 2019 Express.
Módulo Relé .
Paradigm
Pantalla LCD.
Bootstrap
Desarrollar un prototipo que utilice nuevas tecnologías para el manejo automático de incubación de huevos de gallina.
Bomba expulsora de agua.
Servidor de aplicación IIS.
Específicos: 1- Identificar las fases del proceso de incubación de huevos de gallina para su descripción en algoritmos lógicos que puedan ser automatizados. 2 -Construcción del prototipo de incubadora con los materiales, sensores, actuadores y micro controladores más viables, para garantizar un ambiente controlado de incubación. 3 - Desarrollar una aplicación web para el control manual y automático de los sensores y actuadores dentro del prototipo de incubadora.
Acrilico
OBJETIVOS.
METODOLOGÍA. De acuerdo a la valoración y consideración de la investigación se obtiene como resultado un enfoque cuantitativo ya que se medirán valores, tiempos y estados. El método empleado en esta investigación es descriptivo porque se busca en primera instancia entender los procedimientos y conocer sus características principales, para luego automatizarlos con un enfoque cuantitativo porque se medirán valores de temperatura, humedad y tiempo. Para aplicar el método se ejecutaron las siguientes fases: Fase 1, Investigación de fuentes bibliográficas y normativos vinculados a los procesos IOT y de incubación. Fase 2, Diseño de software y prototipo de incubadora con componentes IOT y de software según un análisis de requerimientos. Fase 3, Construcción del prototipo IOT de incubadora y el desarrollo del sitio web para el control de sensores y actuadores. Fase 4, Integración de tecnologías a utilizar para la comunicación web y el prototipo IOT. Fase 5, Pruebas de funcionamiento al prototipo construido referentes a características óptimas para el proceso de incubación de huevos.
RESULTADOS.
Figura 6. Diagrama de representación de componentes de hardware y de software.
Ilustración 3. Formulario de control de humedad visto desde un navegador web.
Termo Flex. Plywood.
Tabla 1: Componentes más significativos de hardware y software. Se utilizaron materiales diversos según las características, que aportan al prototipo de incubadora como por ejemplo el termo Flex que fue de gran ayuda para mantener la temperatura interna, algunos disipadores de calor, servomotores, relés entre otros, pero uno de los más significativos fueron las placas de microcontroladores, como lo es el Arduino uno y sus módulos de conexión a Internet, que hubo necesidad de programarlos en C++.
RESULTADOS. 1 - Definición de parámetros del proceso de incubación por especie. 2- Prototipo de incubadora con ambiente interno del prototipo regulable de manera remota. 3- Prototipo programable para el control automático sin necesidad de intervención humana hasta la eclosión de los huevos. 4 - Se comprobaron los parámetros de temperatura, humedad y volteo tanto los regulables como los programados por el avicultor. 5 - Se integró el desarrollo de la aplicación web programado en C# con el microcontrolador programado en C++. 5- Se comprobó el control del prototipo de incubadora de manera remota y con datos en tiempo real.
Imagen 3. Formulario para el control manual.
Ilustración 2. Formulario de acceso de la aplicación Web visto desde un Dispositivo móvil.
CONCLUSIÓNES. La construcción del prototipo de incubadora utilizando las nuevas tecnologías del Internet de las cosas es posible . siempre y cuando se logre la integración de los microcontroladores al software de control. Cuando pretendemos controlar ambientes es necesario establecer parámetro de medición y actuación, en el proceso de incubación de huevos más si se trabaja por especie. Se debe contemplar la auto gestión en todo el proceso de incubación para automatizar de la mejor manera, la construcción del software debe orientarse al cliente y utilizando metodologías ágiles de desarrollo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. [1] Benítez Aveitua Juan Carlos. Control digital para una incubadora Avícola, Universidad del Valle de México. [2] Pacheco Chavira Jesús Neri. Medición y Controlde Procesos Industriales. 1ra. Edición, Editorial Trillas. México 2010. [3]Pallas Areny Ramón. Sensores Acondicionamiento de señal. 4ta. Edición. Editorial Marcombo S.A. México 1994.
Tabla 2: Parámetros de incubación por especie.
[4] Ascencio Ramos, F. G., & Elías Mejía, S. G. 2009. Evaluación de las funciones basicas de una incubadora artesanal con una semi- indu trial y la incubacion natural, 6ta. Edición, Editorial Paraninfo S.A. MadridEspaña. [5] Padrón Navarro, M. 2004. Puntos críticos de incubación y primera semana de vida en pollos de engorde. Avicultura profesional. EE.UU
Ilustración 1. Diagrama de metodología.
[6] Marcos Macari, 2015, Manejo de la incubación, 3ra edición, Editorial FACTA , Madrid España.