DESENVOLVIMENTO DE UMA ESTAÇÃO DE ALIMENTAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE BAIXO CUSTO

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1 DESENVOLVIMENTO DE UMA ESTAÇÃO DE ALIMENTAÇÃO SEMIAUTOMÁTICA DE BAIXO CUSTO Fábio Eidi Murakami ¹, Wylliam Fressatti ¹ ¹ Universidade Paranaense(Unipar) Paranavai PR Brasil Resumo. Este artigo tem o intuito de demonstrar a possibilidade de desenvolver um protótipo de uma estação de alimentação para bovinos de baixo custo propondo utilizar materiais recicláveis como estrutura externa, utilizando equipamentos facilmente encontrados e simples de substituir para execução e controle do processo. O protótipo utiliza tecnologia do Arduino e seus periféricos. 1. Introdução Este trabalho procura demonstrar como pode ser realizada a construção de uma estação de alimentação para bovinos leiteiros de baixo custo com praticamente a mesma eficiência das encontradas no mercado nacional e internacional. Esses equipamentos, principalmente os destinados à criação de bovinos leiteiros, tendem a ter um valor elevado devido ao material que utilizam - geralmente inox, por sua durabilidade e higiene - tornando um investimento inviável para pequenos e médios produtores. Dessa forma, somente alguns grandes empresários adquirem esse equipamento. A vantagem desse equipamento com relação aos oferecidos no mercado é a facilidade de obtenção de peças, tanto para reposição, quanto para construção. A maior parte dessas peças pode ser adquirida com pouco investimento, pois são tambores de plásticos reutilizáveis e tubos de PVC. Os equipamentos de automação é que encarecem o equipamento. 2. Metodologia Neste trabalho realizou-se uma extensa pesquisa bibliográfica em livros, artigos, projetos de automação, sites de internet e empresas que comercializam esses equipamentos na região Noroeste do Paraná. Partindo dessas informações, iniciou-se o processo de aquisição de material de automação e desenvolvimento do código.

2 3. Desenvolvimento 3.1. Interface Homem Máquina Pode-se considerar a interatividade do homem com a máquina quando este começou a desenvolver equipamentos que o auxiliasse em seu trabalho, seja para produzir mais ou para executar trabalhos repetitivos. Essa evolução passou por várias fases até mesmo pelo pensamento de que substituiria o homem e causaria uma grande revolução no trabalho. De certa forma, as máquinas substituiriam a mão-de-obra humana, mas foi para melhorar a vida dos trabalhadores e produzir mais para atender a demanda. Como não poderia ser diferente, na pecuária leiteira as máquinas e equipamentos que hoje estão sendo usados, produzem desde a alimentação a ordenha automatizada, tudo com a maior precisão, mas engana-se quem acha que não terá mais serviço Máquinas e Equipamentos Hoje em dia, a tecnologia digital é aplicada em diversas áreas além da área computacional. Aplicações como televisão, sistemas de comunicação, radar, sistemas de navegação e direcionamento, sistemas militares, instrumentação médica, controle de processos industriais e equipamentos eletrônicos de consumo usam técnicas digitais (FLOYD, 2007, p.19). Os equipamentos automatizados estão sendo implantados no Brasil de maneira ainda lenta no ramo da agropecuária, principalmente no trato de animais, onde pode ajudar a controlar os custos de produção de leite, esses custos geralmente tendem a aumentar, devido a vários fatores, mas o principal é de minerais utilizados nas rações concentradas e alguns são importados, sendo assim os produtores têm que buscar, investir em tecnologias e técnicas para minimizar os custos. Atualmente existem poucas empresas que se arriscam na produção de um equipamento automatizado para alimentação de bovinos e esse quadro deve ser revertido, pois as empresas devem investir na qualidade da produção para minimizar os custos, caso contrário quem acaba pagando é o consumidor final e o produtor, sendo que quem mais lucra é quem beneficia o leite e o vende. Existem no mercado alguns equipamentos que possuem a mesma função, mas são acessíveis somente para criadores de grande porte, vale lembrar que o custo de produção/litro de leite gira em torno de 55 a 65%, esse aumento se deve ao preço dos insumos como ração, sal mineral, medicamentos, adubos, produção de silagem, sendo esses os principais escoamentos do faturamento. Segundo dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) 4º Trimestre de 2014, o Paraná ocupa o 3º lugar no ranking brasileiro de captação de leite in natura, com (Setecentos e noventa milhões e quatrocentos e três mil) litros, referente a esse valor as regiões do

3 Paraná que possuem maior produtividade são o Oeste e o Sudoeste. Nossa região Noroeste produz somente 8,7% de todo o Paraná. Avaliando nossa região podemos verificar que ainda há muito a crescer, esse crescimento está relacionado a investimentos em tecnologias que colaboram no dia a dia do produtor trazendo mais tranquilidade e eficiência na produção. A empresa multinacional DeLaval fundada na Suécia há mais de 130 anos, desenvolveu uma estação de alimentação automatizada que possui um leitor de RFID (Radio Frequency Identification) para que faça a leitura do chip através de uma antena receptora e assim possa fornecer a quantidade correta de ração concentrada. O controle desse equipamento se faz através de um sistema embarcado e com comunicação com um sistema de gerenciamento instalado em um computador de mesa ou portátil que determina de acordo com a produção de leite de cada bovino a quantidade diária necessária que deve receber. A multinacional GEA Farm Tecnologies, que desde 1926 atua no ramo da pecuária leiteira em todo o processo apresentando soluções personalizadas para cada tipo de negócio, desenvolveu o amamentador automático para bezerras o JV-600 e o JV- 640 para leite em pó fluido, mas esse não é um leite em pó comum, ele é composto de um balanceamento de minerais e vitaminas para que a futura matriz tenha o seu máximo de produção e desenvolvimento corpóreo. Com isso podemos notar que desde a amamentação até a fase adulta, é possível automatizar alguns processos para obter um melhor desempenho do rebanho leiteiro Protótipo A figura 01 representa um protótipo de como poderemos desenvolver este equipamento e sua estrutura funcional, considerando que a manutenção não deve ser complicada, toda a estrutura poderá ser construída com materiais encontrados geralmente nas propriedades, ficando a cargo do produtor usar também sua habilidade para construção. A prioridade de desenvolvimento é na parte de automação, fazendo com que seja o mais simples possível para quando houver um problema, o produtor poderá efetuar alguns testes básicos para saber onde ocorre o defeito e efetuar a troca.

4 3.4. Escolha dos Materiais Figura 01 Protótipo Estação de Alimentação Como o foco principal é a automação, a escolha se dá pela funcionalidade e versatilidade e isso encontramos na plataforma Arduino que é muito versátil quando é preciso desenvolver um protótipo de baixo custo. Os outros periféricos são: o teclado de 4x4 que são 16 teclas programáveis, uma tela de LCD de 16x2, sensor resistivo de 4 Conforme Figura 02, o funcionamento do sistema transcorre da seguinte maneira: A pressão exercida sobre a superfície do sensor de 4 gera uma resistência que é convertida em unidade de peso(g) gramas (pois nesse projeto não necessitaremos mais do que algumas centenas de gramas, é somente para demonstrar o funcionamento) e um servo motor para controlar o fluxo de material. Esse motor é de baixo torque, mas suficiente para modular uma válvula. A maior dificuldade está em como será feito a programação, aqui será em linguagem C, o Arduino receberá a informação através do teclado com a quantidade desejada e apresentada no LCD, e terá que controlar a abertura da válvula de controle de fluxo onde será pesado no sensor resistivo, que enviará a informação para o Arduino que determinará o fechamento da válvula. Relativamente simples o processo, mas complexo em programação. Teclado Arduino Servo Motor Tela LCD Sensor Resistivo (Pesagem) Figura 02 - Diagrama de Funcionamento

5 4. Conclusão A tecnologia tem a tendência de crescer exponencialmente em algumas áreas, isso é devido à demanda e mercado. Apesar disso, alguns setores ainda possuem poucas empresas e até mesmo pouco investimento em pesquisa para a área de pecuária, causando assim um problema de valor de produto, pois como são poucos concorrentes isso torna um mercado restrito e com preços relativamente altos. Este projeto não somente tem a possibilidade de atuar no setor de alimentação de bovinos adultos, como também em animais em fase de crescimento, isso com algumas alterações em sua estrutura e equipamentos, por enquanto o foco será em sua atuação semiautomática com probabilidade de expansão de tecnologia através de um sistema de controle e por RFID (Radio Frequency Identification). 5. Referências ARDUINO. CC (2015). Shields. Disponível em: < Acesso em 05/05/2015 BARBOSA, Simone Diniz Junqueira, DA SILVA, Bruno Santana. Interação humanocomputador. Rio de Janeiro: Elsevier, FLOYD, Thomas L., Temas Digitais Fundamentos e Aplicações. 9.ed. Porto Alegre: ARTMED, MULTILOGICA (2015). Arduino Uno. Disponível em: < Acesso em 15/05/2015. PORTAL DE PERIÓDICOS DA CAPES/UFPB. João Pessoa: UFPB/Biblios, n. 43, 2011 ISSN: PUPO, Mauricio Santos. INTERFACE HOMEM-MÁQUINA PARA SUPERVISÃO DE UM CLP EM CONTROLE DE PROCESSOS ATRAVÉS DA WWW< Acesso em 08/05/2015.