“Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales en el Área de Yamburara (Vilcabamba) haciendo uso de hardware y software open source” “Tesis previa a la Obtención del título de Ingeniero en Sistemas” Autor: Pablo Geovanny Ortega Kirby Director: Ing. Mario Andrés Palma Jaramillo, Mg.Sc Loja-Ecuador 2015 Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Certificación del Director Ing. Mario Andrés Palma Jaramillo, Mg.Sc DOCENTE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS CERTIFICA: Que el egresado Pablo Geovanny Ortega Kirby autor del presente trabajo de titulación, cuyo tema versa sobre ―DISEÑO Y MONTAJE DE UN PROTOTIPO PARA EL CONTROL AUTOMATIZADO DEL SISTEMA DE RIEGO POR CANALES EN EL ÁREA DE YAMBURARA (VILCABAMBA) HACIENDO USO DE HARDWARE Y SOFTWARE OPEN SOURCE‖, ha sido dirigido, orientado y discutido bajo mi asesoramiento y reúne a satisfacción los requisitos exigidos en una investigación de este nivel por lo cual autorizo su presentación y sustentación. Loja, 18 Mayo de 2015 DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ii Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Autoría Yo PABLO GEOVANNY ORTEGA KIRBY declaro ser autor del presente trabajo de tesis y eximo expresamente a la Universidad Nacional de Loja y a sus representantes jurídicos de posibles reclamos o acciones legales, por el contenido de la misma. Adicionalmente acepto y autorizo a la Universidad Nacional de Loja, la publicación de mi tesis en el Repositorio Institucional-Biblioteca Virtual. Autor: Pablo Geovanny Ortega Kirby. Firma: Cédula: 1104902745. Fecha: 18 de mayo de 2015. iii Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DEL AUTOR, PARA LA CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL Y PUBLICACIÓN ELECTRONICA DEL TEXTO COMPLETO. Yo PABLO GEOVANNY ORTEGA KIRBY, declaro ser autor de la tesis titulada “DISEÑO Y MONTAJE DE UN PROTOTIPO PARA EL CONTROL AUTOMATIZADO DEL SISTEMA DE RIEGO POR CANALES EN EL ÁREA DE YAMBURARA (VILCABAMBA) HACIENDO USO DE HARDWARE Y SOFTWARE OPEN SOURCE”, como requisito para optar al grado de: INGENIERO EN SISTEMAS; autorizo al Sistema Bibliotecario de la Universidad Nacional de Loja para que con fines académicos, muestre al mundo la producción intelectual de la Universidad, a través de la visibilidad de su contenido de la siguiente manera en el Repositorio Digital Institucional: Los usuarios pueden consultar el contenido de este trabajo en RDI, en las redes de información del país y del exterior, con las cuales tenga convenio la Universidad. La Universidad Nacional de Loja, no se responsabiliza por el plagio o copia de las tesis que realice un tercero. Para constancia de esta autorización, en la ciudad de Loja, a los dieciocho días del mes de mayo del dos mil quince. Firma: Autor: Pablo Geovanny Ortega Kirby. Cédula: 1104902745. Dirección: Loja (Jaime Roldas y Bustamante Celi). Correo Electrónico: [email protected] Teléfono: 072615614 Celular: 0993121694 DATOS COMPLEMENTARIOS Director de tesis: Ing. Mario Andrés Palma Jaramillo, Mg. Sc. Tribunal de Grado: Ing. Walter Rodrigo Tene Rios, Mg. Sc. Ing. Iván Jorge Tocto, Mg. Sc. Ing. Waldemar Victorino Espinoza Tituana, Mg. Sc. iv Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Dedicatoria A Dios. A mi madre, Soledad. A mi padre, Geovanny. A mi Abuelitas, Rosario y Juanita. A mis hermanos, Alexandra, Yessy e Irbyn. A mis sobrinos, Diego y Gloria. v Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Agradecimiento A Dios por brindarme lo necesario para guiarme a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza, darme sabiduría y perseverancia. A mi madre y padre por brindarme apoyo y la posibilidad de concretar una carrera profesional. Al Ing. Henry Cueva e Ing. Mario Palma quienes con su experiencia y conocimiento fueron mi guía en la elaboración y desarrollo del trabajo de titulación. A los docentes por los conocimientos impartidos en mi formación académica. vi Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales (a) Título ―Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales en el Área de Yamburara (Vilcabamba) haciendo uso de hardware y software open source‖. vii Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales (b) Resumen El sistema de riego del cual se ha realizado el prototipo de la automatización se lo maneja de una forma manual, este es un sistema que está controlado en base a horarios específicos para el uso del caudal del agua por parte de los usuarios en determinados intervalos de tiempo, siendo el canalero quien brinda este servicio. El canal cuenta con siete subsecciones las cuales corresponden a las entradas del caudal hacia las huertas; cada entrada cuenta con un periodo de tiempo fijo de uso del caudal, por esta razón se realizó en la automatización un sistema controlado por periodos de tiempo que el administrador del riego deberá ingresar en la interfaz gráfica web, donde se puede establecer el horario correspondiente, como también el administrador cuenta con la opción de un control manual por medio de la interfaz que proporciona un manejo de las compuertas en tiempo real como disponga el administrador. En el desarrollo del presente proyecto de investigación se describe tanto la construcción física como lógica de un sistema de automatización web, el cual por medio de algoritmos dan al sistema la opción de un control automático que funciona en base a sensores y efectores que se le ha dotado a la placa PLC Arduino del prototipo. Por medio de la entrevista realizada a la encargada de la administración de las oficinas de la Junta de Regantes, usuarios y canalero se pudo recolectar todos los requerimientos necesarios para el diseño del prototipo del sistema. Tanto el diseño, desarrollo como la implementación del prototipo para el sistema, se lo ha guiado por medio de la metodología XP que fundamenta un desarrollo progresivamente rápido en cuanto a sistemas, y planteando para una buena práctica de desarrollo la descripción de diagramas que mejora la comprensión del funcionamiento y alcance del sistema. viii Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Summary The current irrigation system which has made the prototype of automation, it handled in a manual way this is a system which is controlled based on specific schedules for the use of water flow by users in certain time intervals, being the duct caretaker who provides this service. The duct has seven subsections which correspond to the inputs of flow to the orchards; each entry has a fixed period of time of use of the flow, for this reason it was made in automation a controlled periods of time system that the administrator irrigation should enter in the web GUI, where is possible to set the appropriate time, as well the administrator has the option of manual control through the interface that provides management of the gates in real time as directed by the administrator. In the development of this research project was described both physical and logic construction of a web automation system, which through algorithms gives to the system the option of an automatic control which functions based on sensors and effectors that are part of the PLC Arduino board. Through the interview with the responsible for the administration of the offices of the Board of Irrigation, users and duct caretaker was possible collect all the requirements for the design of the prototype system. Both the design, development as implementation of the prototype for the system, is based on methodological bases; methodologies as ICONIX forms part of development, because thanks to the description of diagrams that make this methodology is that it came to a better understanding of system operation, together with the XP methodology that underlies an increasingly rapid development in terms of systems. ix Diseño y montaje de un prototipo para el control automatizado del sistema de riego por canales Índice de Contenidos Índice General Certificación del Director .................................................................................... ii Autoría ...................................................................................................................... iii CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DEL AUTOR, PARA LA CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL Y PUBLICACIÓN ELECTRONICA DEL TEXTO COMPLETO. ........................................................ iv Dedicatoria ............................................................................................................... v Agradecimiento ...................................................................................................... vi (a) Título ................................................................................................................. vii (b) Resumen ......................................................................................................... viii (c) Introducción .................................................................................................... 20 (d) Revisión de Literatura .................................................................................. 22 1. Canales de Riego. ....................................................................................................