Desenvolvimento de um sistema eletrônico para detecção da presença de plantas daninhas e controle da aplicação de herbicidas

Abstract

Os objetivos deste trabalho foram: coletar dados referentes à radiação global refletida para dois diferentes tipos de superfícies, isto é com vegetação (plantas daninhas dicotiledôneas e monocotiledôneas) e sem vegetação (palhada de trigo e solo), utilizando dois tipos de filtro (verde e transparente), desenvolver um programa computacional em linguagem assembly para o sistema eletrônico de baixo custo, que detecta a presença de plantas daninhas e controle da vazão do herbicida, bem como determinar o tempo de resposta do sistema, a resolução da área de visão do sensor e testá-lo em condições ambientais simuladas (temperatura, umidade relativa e poeira) e em campo. Na medida da resistência elétrica na coleta de dados estáticos a radiação global incidente (X) tem correlação com a radiação global refletida (Y), para as superfícies recobertas com plantas daninhas dicotiledôneas, em que Y = 63,72X - 8.711,83 (r 2 = 0,97) para o filtro verde e Y = 25,10X - 3.056,55 (r 2 = 0,97) para o filtro transparente e, para a grama - seda, Y = 71,00X - 9.636,74 (r 2 = 0,98) para o filtro verde e Y = 25,84X - 2.852,53 (r 2 = 0,99) para o filtro transparente, enquanto para a palhada de trigo Y = 45,64X - 5.985,84 (r 2 = 0,98) para o filtro verde e Y = 12,58X - 1.243,26 (r 2 = 0,99) para o filtro transparente e, para o solo, Y = 37,77X - 5.259,39 (r 2 = 0,97) para o filtro verde e Y = 9,87X - 1.002,79 (r 2 = 0,98) para o filtro transparente. Foram desenvolvidos dois programas computacionais, sendo um para o filtro verde e o outro para o transparente, utilizando-se, como referência, a equação da palhada pelo fato de refletir mais luz que as folhas e menos que o solo. A resolução da área de visão do sensor foi 23% para o filtro transparente e 73% para o filtro verde, devido à não otimização das equações para este filtro. O tempo de resposta foi determinado, somente, para o filtro transparente sendo de 0,08 segundos porque este filtro apresentou menor área de sensibilidade. Os testes feitos em condições simuladas não apresentaram nenhuma anomalia quanto ao funcionamento do protótipo, enquanto os testes de campo mostraram uma eficácia de 100% no controle das plantas daninhas.

The objectives of this work were: to collect referring data to the global radiation contemplated for two different types of surfaces, that is with vegetation (plants harmful dicotyledon and monocotyledon) and without vegetation (wheat strow and soil), using two filter types (green and transparent), to develop a program computation in language assembly for the electronic system of low cost, that detects the presence of harmful plants and control of the flow of the herbicides, as well as to determine the time of answer of the system, the resolution of the area of vision of the sensor and to test it in simulate environmental conditions (temperature, relative humidity and dust) and in field. In the measure of the electric resistance in the collection of static data the incident global radiation (X) he/she has correlation with the reflected global radiation (Y), for the surfaces covered with plants harmful dicotyledon, in that Y = 63,72X - 8.711,83 (r 2 = 0,97) for the green filter and Y = 25,10X - 3.056,55 (r 2 = 0,97) for the transparent filter and, for the gram - silk, Y = 71,00X - 9.636,74 (r 2 = 0,98) for the green filter and Y = 25,84X - 2.852,53 (r 2 = 0,99) for the transparent filter, while for the wheat strow Y = 45,64X - 5.985,84 (r 2 = 0,98) for the green filter and Y = 12,58X - 1.243,26 (r 2 = 0,99) for the transparent filter and, for the soil, Y = 37,77X - 5.259,39 (r 2 = 0,97) for the green filter and Y = 9,87X - 1.002,79 (r 2 = 0,98) for the transparent filter. Two programs computation was developed, being one for the green filter and the another for the transparent, being used, as reference, the equation of the strow for the fact of reflecting more light than the leaves and less than the soil. The resolution of the area of vision of the sensor was 23% for the transparent filter and 73% for the green filter, due to the non optimization of the equations for this filter. The time of answer was determined, only, for the transparent filter being of 0,08 seconds because this filter presented smaller sensibility area. The tests done in simulate conditions didn't present any anomaly with relationship to the operation of the prototype, while the field tests showed an effectiveness of 100% in the control of the harmful plants.