An open-source and low-cost data acquisition system for surface water monitoring: analysis of measurement uncertainty

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.28998/rca.23.17805

Palabras clave:

arduino, datalogger, ultrasonic sensor

Resumen

Agricultural activities are strongly dependent on the availability of water resources, despite this, little is known about local water availability. This is due to the high acquisition cost and difficult sensors handling. This article aims to assess low-cost equipment (sensor and datalogger) capable of monitoring the water level in dams and rivers based on the Arduino platform. For this purpose, the following were used: Ultrasonic sensors HC-SR04 and DHT11 for humidity and temperature. The data was stored on a micro SD card integrated into the Arduino nano. The total cost was $17.98 (dollars). The equipment was calibrated from 0.1 to 4.0 m in length and considering surface inclinations of 0, 5, 10 and 15° in relation to the horizontal. The results show that there was a tendency to underestimate the data in relation to the distribution of errors and an acceptable error of less than 0.04 m can still be considered for all slopes and distances evaluated. The ultrasonic sensor must be installed perpendicular to the target surface, as using a single calibration for various inclinations results in overestimated measurements. The equipment proved to be viable and low-cost for monitoring water levels in dams and rivers.

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Biografía del autor/a

Isaac de Matos Ponciano, Universidade Estadual de Goiás

Possui doutorado em Engenharia de Sistemas Agrícolas (2016), pela Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" ESALQ/USP. Possui graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2009) e mestrado em Irrigação e Drenagem pela Universidade de São Paulo (2011), tendo desenvolvido o projeto de mestrado na EMBRAPA mandioca e fruticultura. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Engenharia de água e solo, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem inversa, instrumentação, umidade, perda de solo, precipitação e evapotranspiração.

Vanessa de Fátima Grah Ponciano, Instituto Federal Goiano

Possui graduação em Agronomia pela Universidade do Estado de Santa Catarina (2008), mestrado em Irrigação e Drenagem pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (2011) e doutorado em Engenharia de Sistemas Agrícolas pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (2014). Atualmente é professora do Instituto Federal Goiano. Tem experiência na área da Engenharia Agrícola, com ênfase em Engenharia da Irrigação, atuando principalmente nos seguintes temas: efeitos dos bioinsumos nas culturas irrigadas e na retenção da água no solo, energia fotovoltaica no bombeamento de água, manejo da água nas culturas irrigadas e inovação tecnológica.

Marinaldo Ferreira Pinto, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2008), mestrado em Ciências (Irrigação e Drenagem) pela Universidade de São Paulo (2010) e doutorado em Ciências (Irrigação e Drenagem) pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz- USP (2013). Atualmente é professor adjunto a da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Irrigação e Drenagem, Instrumentação, automação e controle de sistemas agrícolas, atuando principalmente nos seguintes temas: controle de obstrução de emissores,caracterização de equipamentos de irrigação, modelagem matemática, desenvolvimento tecnológico em irrigação, automação da irrigação e desenvolvimento de sensores eletrônicos. É membro permanente do curso de pós-graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental da UFRRJ.

Dinara Grasiela Alves, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Universidade Federal Rural de Pernambuco - (UFRPE - 2009), mestrado em Ciências, área de concentração: Irrigação e Drenagem pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/USP - 2011), doutorado em Engenharia de Sistemas Agrícolas pela ESALQ-USP com período de Doutorado Sanduíche no Exterior (PDSE/CAPES - 2014) no Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l'environne (IRSTEA), França. Pós-doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ - 2016). Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Tem experiência na área de Agronomia e Engenharia Agrícola e Ambiental, atuando principalmente com engenharia de irrigação, reuso de água, hidráulica, engenharia de água e solo.

Pedro Rogério Giongo, Universidade Estadual de Goiás

Graduado em Engenharia Agronômica pela Fundação Universidade Federal do Tocantins, UFT - TO (2005). Mestre em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRPE - PE (2008), Doutor em ciências - Irrigação e Drenagem pela Universidade de São Paulo USP/ESALQ - SP (2011). Pós-doutorado no IESA/LAPIG da Universidade Federal de Goias , UFG - GO (2015). É docente na Universidade Estadual de Goias, atuando em cursos de Graduação e pós graduação (lato sensu e stricto sensu). áreas de interesse e pesquisa são no uso e aplicação de geotecnologias ao estudos de bacias hidrográficas, analise ambiental, variáveis biofísicas no cerrado e uso de VANTs na agricultura. trabalha com as áreas de topografia, fotogrametria e fotointerpretação, sensoriamento remoto e sistema de informações geográficas.

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Publicado

2025-07-10

Número

Vol. 23 (2025): Periodicidade contínua

Sección

Engenharia Agrícola

Licencia

Derechos de autor 2025 Isaac de Matos Ponciano, Vanessa de Fátima Grah Ponciano, Marinaldo Ferreira Pinto, Dinara Grasiela Alves, Pedro Rogério Giongo

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