Untitled - Vitela Repositorio Institucional Pontificia Universidad Javeriana Cali

132 Pages·2016·5.01 MB·Spanish

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Tecnificación e implementación de tres métodos de cultivo hidropónico: WATER
CULTURE, EBB & FLOW (FLOW AND DRAIN) y DRIP SYSTEM RECOVERY.

SERGIO NICOLAS ECHEVERRI GONZALEZ

Tesis de Grado

Director
Julián David Fernández
Ingeniero Electrónico

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACION
SANTIAGO DE CALI
2016
2

Santiago de Cali, Abril 11 de abril de 2016

Dra.
ANA VICTORIA PRADOS ARBOLEDA
Directora de Carrera de Ingeniería Electrónica
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
Cali

Cordial Saludo,

En calidad de director del trabajo de grado titulado “Tecnificación e
implementación de tres métodos de cultivo hidropónico: WATER CULTURE, EBB
& FLOW (FLOW AND DRAIN) y DRIP SYSTEM RECOVERY”, realizado por el
estudiante Sergio Nicolás Echeverri González, hago constar que lo he revisado
y considero que cumple con los requisitos para ser sometido a consideración del
jurado evaluador.

Atentamente,

______________________________.

JULIAN DAVID FERNANDEZ
3

Santiago de Cali, Abril 11 de abril de 2016

Ingeniera
ANA VICTORIA PRADOS ARBOLEDA
Directora de Carrera de Ingeniería Electrónica
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
Cali

Cordial Saludo,

Por medio de la presente estamos haciendo entrega del trabajo de grado titulado
“Tecnificación e implementación de tres métodos de cultivo hidropónico: WATER
CULTURE, EBB & FLOW (FLOW AND DRAIN) y DRIP SYSTEM RECOVERY”,
para ser sujeto de consideración del comité de trabajos de grado.

Espero que este proyecto cumpla con todos los requerimientos académicos
necesarios para su respectiva aprobación.

Atentamente.

_____________________________________

SERGIO NICOLAS ECHEVERRI GONZALEZ
1

CONTENIDO

Pág.

1. GLOSARIO ............................................................................................... 12
1.1 ABREVIACIONES ........................................................................................ 12
2. ABSTRACT ........................................................................................................ 13
2.1 ABSTRACT EN ESPAÑOL ........................................................................... 13
2.2 Abstract (Ingles)............................................................................................ 14
3. INTRODUCCION ............................................................................................... 15
4. DEFINICION DEL PROBLEMA ......................................................................... 17
5. OBJETIVOS ....................................................................................................... 20
5.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 20
5.2 Objetivos específicos .................................................................................... 20
6. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 21
7. ALCANCE .......................................................................................................... 22
8. MARCO DE REFERENCIA................................................................................ 23
8.1 TENDENCIA ACTUAL DE LA HIDROPONÍA POR LOS 3 MÉTODOS
ESCOGIDOS ...................................................................................................... 33
8.2 Casos de éxito similares ............................................................................... 34
9. METODOLOGÍA ................................................................................................ 37
9.1 METODOLOGÍA A BASE DE MODELADO POR UML ................................ 37
9.2 Diagrama de la base de datos ...................................................................... 38
9.3 Diagrama de casos de uso ........................................................................... 40
9.3.1 Casos de usos del método WATER CULTURE ..................................... 40
9.3.2 Casos de usos del método DRIP SYSTEM ............................................ 41
9.3.3 Casos de usos del método FLOOD AND DRAIN ................................... 42
9.4 Diagrama de secuencia ................................................................................ 44
9.4.1 Diagrama de secuencia para cambio de estados en las entradas y las
salidas ............................................................................................................. 44
2

9.4.2 Diagrama de secuencia para el modelo de adquisición de datos ........... 45
9.4.3 Diagrama de secuencia de los controladores ......................................... 46
9.4.4 Diagrama de secuencia para la consulta de los datos de los sensores . 47
9.4.5 Diagrama de secuencia para el funcionamiento automático .................. 48
9.5 Diagrama de despliegue ............................................................................... 50
9.6 Diagrama de componente ............................................................................ 50
10. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN ....................................................................... 53
10.1 DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS ............................................................ 53
10.1.1 Método de Cultivo WATER CULTURE ................................................. 55
10.1.2 Método de cultivo DRIP SYSTEM ........................................................ 56
10.1.3 Método de cultivo FLOOD & DRAIN ..................................................... 57
10.2 Diseño de hardware .................................................................................... 58
10.2.1 Diagrama P&ID .................................................................................... 59
10.2.2 Lista de variables de control y monitoreo: ............................................ 60
10.2.3 Lista de TAG’s: ..................................................................................... 64
10.2.4 Componentes de la planta: ................................................................... 65
10.2.5 Diagrama de conexionado tablero: ....................................................... 66
10.3 Implementación de hardware: .................................................................... 68
10.3.1 Pruebas de recolección de datos ......................................................... 68
10.3.2 Tablero Finalizado: ............................................................................... 75
10.3.3 Dispositivos en campo: ......................................................................... 78
10.4 Implementación del Software ..................................................................... 81
10.4.1 Interfaces JSON: .................................................................................. 82
10.4.2 UI (User Interface): ............................................................................... 83
10.4.3 Perfiles de usuario: ............................................................................... 96
10.4.4 Recursos: ............................................................................................. 97
10.5 Criterios de diseño: ..................................................................................... 98
10.5.1 Grafcet y máquinas de estado: ............................................................. 98
11. PRUEBAS Y DATOS ..................................................................................... 103
11.1 ANÁLISIS DE DATOS: ............................................................................. 103
3

11.2 Protocolo de pruebas ................................................................................ 105
11.2.1 Pruebas de unidad ............................................................................. 106
11.2.2 Pruebas de integración: ...................................................................... 110
11.2.3 Pruebas de validación: ....................................................................... 115
12. CONCLUSIONES .......................................................................................... 120
13. TRABAJOS FUTUROS .................................................................................. 121
14. REFERENCIAS ............................................................................................. 122