iParcela

Inspiration

Nuestro proyecto nació de la preocupación respecto al poco acceso a tecnología que tiene una gran mayoría de los agricultores de este país. Una considerable cantidad de los sistemas inteligentes dirigidos a la agricultura requieren como mínimo una conexión estable a la red; lo cual es complicado, si no es que imposible, en un notable porcentaje del campo mexicano. En consecuencia, muchos de los recursos no son utilizados óptimamente y son desperdiciados constantemente por esta falta de soluciones que consideren la realidad de los campos. Particularmente, el agua es utilizada y desperdiciada voluminosamente. Por lo tanto, decidimos proponer una solución que permitiera el uso adecuado de este recurso vital y, de este modo, desarrollamos un sistema de riego inteligente que no involucrara una conexión a internet y fuera costeable por los agricultores.

What it does

iParcela busca facilitar el trabajo de los agricultores y optimizar el uso del agua a través de un sistema de control de riego inteligente. En primer lugar, se desarrolló un dispositivo compuesto de tres sensores: de humedad, temperatura y presión. Cada dispositivo monitorea la parcela del cultivo específico en el que es colocado. Estos se comunican inalámbricamente entre sí, sin necesidad de una red wi-fi, a través de dispositivos con señales de radio. En segundo lugar, toda la información obtenida es procesada a través de un algoritmo que utiliza una base de datos como parámetro para controlar el tiempo y la cantidad de agua destinada a cada parcela. Finalmente, cada parcela es configurada para un tipo distinto de cultivo a través de una plataforma de escritorio. Esta aplicación fue diseñada de manera interactiva y gráfica para que pueda ser utilizada hasta por personas que no saben leer ni escribir.

How we built it

El desarrollo del producto consistió de dos partes: software y hardware.

Por un lado, el hardware consta de tarjetas Arduino Mega 2560, que representan el sistema de riego individual de cada una de las parcelas del plantío, conectadas a un shield que permite la intercomunicación de manera inalámbrica entre cada tarjeta. Dichos shield utilizan módulos Xbee para comunicarse independientemente del Internet a una distancia restringida. Además, cada uno de los sistemas cuenta con sensores de temperatura y humedad independientes que pueden activar el sistema de riego bajo condiciones específicas del día de manera que se ahorre la mayor cantidad de agua.

Por otra parte, el software consta de una simple interfaz gráfica que presenta, mediante dibujos, las distintas posibilidades de interacción entre el agricultor y el sistema de riego. Esta aplicación es “hosteada” de manera local para mantener la independencia del Internet. A través de ella el agricultor puede actualizar de manera instantánea los parámetros de humedad y temperatura que cada uno de los plantíos a lo largo de las distintas temporadas del años.

De esta manera logramos principalmente dos cosas: primero fue optimizar la manera en que se desarrolla el riego de los plantíos de los agricultores, optimizando el tiempo de riego y la hora del día a la que se aplica; segundo fue facilitar el trabajo del agricultor que, aunque debe seguir monitoreando el estado de sus plantíos, reduce la carga de trabajo al automatizar por horarios los procesos de riego.

Challenges we ran into

A pesar de que habíamos trabajado antes con distintos sensores y tarjetas Arduino, la implementación de un sensor de temperatura y humedad fue un reto ya que utiliza protocolos de comunicación distintos a los que habíamos manejado anteriormente.

No obstante, habiendo superado el reto anterior, fue aún más retador enfrentamos a la comunicación inalámbrica a través de los distintos elementos dentro del sistema sin utilizar ninguna conexión a Internet. Puesto que la comunicación entre los XBee’s fue muy complicada de implementar, a veces dos se comunicaban y el otro no o a veces uno recibía pero no podía mandar información. Fue un proceso de prueba y error de varias horas hasta que logramos que los dispositivos estuvieran configurados correctamente.

Accomplishments that we're proud of

A lo largo de las 24 horas que tuvimos para desarrollar este proyecto aprendimos mucho, no solo del uso de sensores que nunca antes habíamos utilizado, sino también de protocolos de comunicación que son independientes del Internet o los protocolos más utilizados.

Finalmente, la mayor experiencia que vivimos este fin de semana fue la de trabajar en equipo para desarrollar una idea que no solamente busca ganar dinero sino también hacer un impacto positivo en un problema social. Creemos fervientemente que esta solución puede ser adaptada para los distintos tipos de riego y características de las distintas zonas del país, para que a través de ella el ahorro de agua y trabajo de los agricultores sea aumentado de manera considerable.

What we learned

Como fue mencionado anteriormente, el mayor de nuestros logros este fin de semana fue el aprender a trabajar con herramientas nuevas como lo son sensores de humedad y temperatura. Pero no solo eso, sino también la implementación de un sistema que va desde una aplicación local de escritorio, hasta la activación de pequeños elementos de riego a lo largo de los plantíos de los agricultores. Añadiendo además que el sistema fuera independiente de las comunicaciones Wi-fi que, a pesar de tener grandes virtudes, se comete el error de suponer que es un recurso con el que se cuenta de manera constante y facilmente a lo largo de las distintas regiones rurales de nuestro país.

What's next for iParcela

Nuestro siguiente paso es tener un contacto con personas que tengan una experiencia mucho más directa con las situaciones específicas de los plantíos y métodos de riego actuales, ya sea directamente con los agricultores o con distintas organizaciones que se dediquen al estudio de estos temas. Nuestro objetivo al acercarnos con estas personas es enriquecer la información que podemos monitorear a través de la implementación de nuevos sensores y la mejora de nuestra automatización del riego para conseguir el modelo óptimo.

Built With

• arduino
• c++
• electron
• javascript
• sensores
• winjs
• xbee