Sistema de pesaje para avicultura con LoRaWAN, Wi-Fi y ESP32

En una granja, pesar aves no es solo poner una celda de carga en una plataforma. Un sistema de pesaje para avicultura tiene que operar en forma continua en un entorno agresivo, soportar los procedimientos de limpieza y además interpretar pesajes hechos sin intervención de un operador.

ECK desarrolló para Trinovati una báscula destinada a integrar una solución más amplia de monitoreo avícola. El objetivo era seguir automáticamente la evolución del peso de las aves durante el ciclo de crianza y transmitir esa información al sistema de monitoreo.

Sistema de pesaje para avicultura en un entorno agresivo

Uno de los principales desafíos estaba en el propio lugar de instalación.

La báscula queda dentro del galpón, expuesta a un entorno agresivo y a los residuos de las aves. Además, el equipo tiene que permitir limpiezas frecuentes.

Por eso, el desarrollo no podía considerar solo la electrónica. La construcción mecánica, la protección de placas y componentes y la facilidad de higiene tenían que pensarse en conjunto.

El objetivo era reducir la exposición de las partes internas y de los elementos mecánicos propensos a la corrosión, aumentando la robustez del equipo para operar continuamente en el galpón.

La báscula tenía que interpretar las aves sobre la plataforma

Había otro problema menos evidente: las aves usan la báscula libremente.

En algunos momentos puede haber un ave sobre la plataforma; en otros, dos o más. Por lo tanto, registrar cualquier valor que indique la celda de carga produciría una gran cantidad de datos inútiles.

Hubo que implementar una lógica de procesamiento capaz de analizar los pesajes y compararlos con el patrón esperado para ese lote.

Así, el sistema podía distinguir mediciones compatibles con el peso individual de las aves y separar las situaciones en que había más de un ave al mismo tiempo sobre la báscula.

Seguimiento del crecimiento y la uniformidad del lote

El objetivo no era conocer solo el peso promedio.

Al seguir los pesajes a lo largo del ciclo de crianza, es posible observar la evolución del peso y la uniformidad del lote y verificar si las aves se acercan al rango de peso deseado.

Esta información es importante porque la uniformidad influye en las etapas posteriores de procesamiento. En la faena y el procesamiento industrial, los equipos se ajustan según el tamaño de las aves.

Un lote con pesos más homogéneos facilita ese ajuste y hace que el procesamiento sea más predecible.

El pesaje automático da, por lo tanto, una retroalimentación durante la crianza: en lugar de descubrir recién al final que el lote tuvo una distribución de pesos inadecuada, el productor puede seguir su evolución en el tiempo.

Conversor sigma-delta de 24 bits para el pesaje

Para adquirir la señal de la celda de carga se usó el CS5530 de Cirrus Logic, un conversor A/D sigma-delta de 24 bits.

Este componente ofrecía buen desempeño y un costo adecuado para una aplicación de pesaje, lo que permitía trabajar con las pequeñas señales de la cadena de medición.

La electrónica de adquisición se integró al procesamiento embebido encargado de tratar los pesajes y de la comunicación del equipo.

ESP32, Wi-Fi y LoRaWAN

La báscula tenía que formar parte del sistema de monitoreo de la granja, por lo que se previeron dos formas de comunicación inalámbrica.

El ESP32 daba procesamiento y conectividad Wi-Fi, mientras que la comunicación LoRa se hacía con un módulo HopeRF RFM95.

Usar estas tecnologías permitía adaptar la comunicación a las características de cada instalación. El Wi-Fi podía usarse donde hubiera infraestructura, mientras que LoRa ofrecía una alternativa de transmisión inalámbrica dentro de la arquitectura de monitoreo desarrollada para la aplicación.

Ingeniería mecánica, electrónica y firmware trabajando juntas

Este proyecto muestra algo común en los productos electrónicos para el agro: muchas veces el mayor desafío no está solo en el circuito electrónico.

La báscula tenía que combinar robustez mecánica, resistencia al entorno, facilidad de limpieza, adquisición de señales de bajo nivel, procesamiento de los pesajes y comunicación inalámbrica.

Además de medir peso, el firmware tenía que transformar una serie de mediciones producidas espontáneamente por las aves en información útil sobre el crecimiento y la uniformidad del lote.

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