O uso do som para germinação de sementes

Projeto para o Desafio de Inovação 3M, FEBRACE, Mostra Paulista de Engenharia (MOP) e Mostra Nacional de Robótica - 2014

Área de Ciências Agrárias - Biologia

Aluno responsável: Vitor Coutinho.

29/06/2014 - 9 dias, primeira repetição - estímulo
Resultado final

27/06/2014 - 7 dias, primeira repetição

25/06/2014
Resultado da primeira repetição

Pauta da reunião dia 09/06/2014
- Separação e pesagem das sementes - 6 gramas por cada 25 sementes
- Teste de programação completa, já com a redução do programa
- Ajustes finais na metodologia, correções: 16 repetições de 25 sementes - 400 sementes por tratamento - (BRASIL, 2014), usar 2 vezes o peso da semente de umidade para germinação (BRASIL, 2014), usaremos 2 camadas de papel absorvente para germinação, distância de 2 sementes de espaçamento entre as sementes (BRASIL, 2014), verificação da temperatura máxima e mínima - 20º a 30ºC (BRASIL, 2014), a não necessidade de luz para a germinação, revisão do cronograma do nosso projeto.
- Início dos testes
Fotos da arrumação das sementes no germinador

Problemas encontrados: durante o teste em casa usando a USB do computador como fonte de alimentação do Arduino, o computador queimou atrasando em 2 dias o projeto. As sementes foram descartadas e o processo será reiniciado.

Pauta da reunião dia 02/06/14
- Montagem das estufas de germinação de sementes
- Teste de programação 

 Após a montagem fizemos o primeiro teste de sensores. Os sensores funcionaram corretamente. Depois testamos os buzzers, um de cada vez, e tudo funcionou. Quando testamos os buzzers juntos o primeiro problema: os buzzers não funcionavam juntos. Tivemos que alterar na programação, inserindo um comando noTone após cada linha de tone e, assim resolvemos o problema.

 Segundo problema: quando executamos o programa todo, no momento de gravar, descobrimos que a quantidade de memória disponível no Arduino Uno era insuficiente para o programa (32.320 bytes). Começamos retirando linhas desnecessárias (delay), o que não deu certo. Tentamos de outras formas reduzir o programa mas sem sucesso. Mudamos então o procedimento, removendo as linhas de inibição e fazendo 2 estufas de estímulo, uma de ruído branco e uma de controle. Faremos 8 repetições de estímulo e depois, 8 repetições de inibição. Assim reduzimos o programa para 25 kb. 

Pauta de reunião dia 19/05/14
teste dos sensores de umidade e temperatura DHT11 

Desenvolvimento da câmara de germinação de sementes 

Montagem da câmara de germinação com areia no fundo

Desenvolvimento da programação do arduino-sensores e frequências que serão ultilizadas

#include <DHT11.h>

/* Programa desenvolvido pela equipe Pequenos Cientistas para o controle de 4 sensores de umidade e temperatura, 3 buzzers, led´s 

para o estudo do efeito do som audível sobre a germinação de sementes 

A configuração para leitura dos sensores está programada para ser feita a cada hora

*/

int branco= random (20, 20000); // função que irá gerar o ruído branco através de frequencias aleatórias na faixa de som audível

//controle dos pinos de entrada do sensor de umidade e temperatura DHT11

int pin1 = 3;

int pin2 = 4;

int pin3 = 5;

int pin4 = 6;

//Acionamento dos pinos para leitura do sensor DHT11

DHT11 estufa_est(pin1);

DHT11 estufa_ini(pin2);

DHT11 estufa_branco(pin3);

DHT11 estufa_controle(pin4);

//Variáveis que armazenam a leitura dos sensores

float temp1, umid1;

float temp2, umid2;

float temp3, umid3;

float temp4, umid4;

// controle do tempo de execução do som

int tempo;

void setup(){

//Controle do som

pinMode (7,OUTPUT);   //frequências de estímulo

pinMode (8,OUTPUT);   // frequências de inibição

pinMode (9,OUTPUT);  // ruído branco

// Inicia a comunicação pela porta serial

Serial.begin (9600);

}

void loop(){

tempo=0;

  // leitura da umidade e temperatura da estufa de estímulo

    int estufa1 = estufa_est.read (temp1, umid1); 

    Serial.println("Estufa estímulo");

    Serial.print("Umidade = ");

    Serial.print(temp1);

    Serial.print(" %  ");

    Serial.print("Temperatura = ");

    Serial.print(umid1); 

    Serial.println(" Celsius  ");

 // leitura da umidade e temperatura da estufa de inibição

    int estufa2 = estufa_ini.read (temp2, umid2); 

    Serial.println("Estufa inibição");

    Serial.print("Umidade = ");

    Serial.print(temp2);

    Serial.print(" %  ");

    Serial.print("Temperatura = ");

    Serial.print(umid2); 

    Serial.println(" Celsius  ");

 // leitura da umidade e temperatura da estufa de ruído branco

    int estufa3 = estufa_branco.read (temp3, umid3); 

    Serial.println("Estufa Branco");

    Serial.print("Umidade = ");

    Serial.print(temp3);

    Serial.print(" %  ");

    Serial.print("Temperatura = ");

    Serial.print(umid3); 

    Serial.println(" Celsius  ");

 // leitura da umidade e temperatura da estufa de controle

    int estufa4 = estufa_est.read (temp4, umid4); 

    Serial.println("Estufa Controle");

    Serial.print("Umidade = ");

    Serial.print(temp4);

    Serial.print(" %  ");

    Serial.print("Temperatura = ");

    Serial.print(umid4); 

    Serial.println(" Celsius  ");

 //Início do controle de som aplicado as estufas

 do {

   //copiar as frequências dos aminoácidos aqui

   tone (7, 475);  //frequência de estímulo

   tone (8, 330);  //frequência de inibição

   tone (9, branco);//ruído branco

   delay (1);//intervalo de tempo entre o próximo aminoácido

   

   

  tempo++; 

 }while(tempo=8571); //corresponde a uma hora em milissegundos = 60 min x 60 seg x 1000 milissegundos dividido pelo número de aminácidos = 420- Não mexer aqui

}

//fim do programa

Pauta  de reunião 14/04/14

 Resumo do procedimento

Número de sementes por tratamento: 160

Varáveis de monitoramento: Temperatura, umidade relativa e luminosidade.

Variável de teste: Frequências de som aplicado às sementes.

Tratamento	Descrição do teste	Observações
Controle	Não receberá som
1	Ruído branco	Aplicação contínua
2	Som de estímulo	Aplicação contínua
3	Som de inibição	Aplicação contínua

CRONOGRAMA

MÊS	ATIVIDADE	RESPONSÁVEL
Abril	Pesquisa: revisão bibliográfica Escrever o projeto: parte biológica, procedimento                                  : parte eletrônica Construção das câmaras Instalação do sistema eletrônico Programação do Arduino Realização de pré-teste de germinação	Vitor Vitor Marcelo Vitor Marcelo Marcelo Vitor
Maio	1º lote de teste – 40 sementes por teste, lotes de 10 sementes por semana, 4 repetições	Vitor
Junho	2º lote de teste – 40 sementes por teste, lotes de 10 sementes por semana, 4 repetições	Vitor
Julho	3º lote de teste – 40 sementes por teste, lotes de 10 sementes por semana, 4 repetições	Vitor
Agosto	4º lote de teste – 40 sementes por teste, lotes de 10 sementes por semana, 4 repetições	Vitor
Setembro	Análise dos dados obtidos e interpretação dos resultados	Vitor e Marcelo
Outubro	Conclusão do projeto e elaboração do relatório final	Vitor e Marcelo
Novembro	Envio dos resultados para Feiras, participação na Desafio de Inovação 3M	Vitor e Marcelo

LISTA DE MATERIAIS E CUSTO

	Custo estimado
Materiais		Robocore	Lab. Garagem	Webtronico
Sementes de feijão	0,00	-	-	-
4 garrafas PET de 3,3 litros	0,00	-	-	-
4 garrafas PET de 1,5 litros	0,00	-	-	-
Isopor (isolante acústico)	3,00	-	-	-
1 kg de areia	5,00	-	-	-
1 caixa de papel filtro	2,50	-	-	-
4 placas de petri ou tampas de plástico	7,00	-	-	-
1 Arduino UNO	68,00	59,00	75,00	68,00
4 sensores de temperatura e umidade DHT11	80,00	100,00	100,00	80,00
Opção: LM35, sensores de umidade com gesso	25,00 15,00	24,00 15,00	24,00 15,00	25,00 15,00
Sensor de luminosidade (LDR)	13,00	20,00	64,00	13,00
4 Display de LCD para Arduino	80,00	120,00	120,00	80,00
Frete	20,00	25,00	25,00	20,00
Laptop	0,00	-	-	-
TOTAL	318,50	363,00	423,00	301,00

BIBLIOGRAFIA

DUARTE, J. B. Princípios sobre delineamento em experimentação agrícola, [S.I]: UFG, disponível on-line em: http://www.agro.ufg.br/uploads/68/original_exp_design.PDF, acesso em: 05/04/2013.

PETRAGLIA, M. S.; FERREIRA, G.; DELACHIAVE, M. E. A. Estudo sobre a ação de sequências sonoras na germinação de sementes de Phaseolus vulgaris. Botucatu: UNESP, 2008, 16 p. (Mimeografado).

GIAMUNDO, E. C.; SANTANA F. A. & CARVALHO, W. Efeitos do Som sobre a Germinação de Sementes de Tremoço Branco (Lupinus albus L);  [S.I.]: ouvirativo, disponível on-line em: http://www.ouvirativo.com.br/mp7/pdf/tx_co_ erika.pdf, acesso em: 14/04/2014.

OKUNO, E.; CALDAS, I. L.; CHOW, C. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Harper & Row do Brasil, 1982.

NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados na avaliação das plântulas. In: VIEIRA, R. D.; CARVALHO, N. M. (Orgs.). Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP, 1994. p. 49-86.

RAVEN, P.H., EVERT, R.F. & CURTIS, H. Biologia Vegetal, 2ª. ed. Coord. Trad. Patricia Lydie Voeux, Irene Rizzini, C. T. Rizzini, Vera L. B. de Souza e Beatriz Rizzini. Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1978.

BRASIL, Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. [S.I.]: Agricultura, disponível on-line: http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/2946_regras_analise__sementes.pdf, acesso em: 14/04/2014.

Pauta de reunião 31/03/14

Responsabilidades

Alan- Orientador

Vitor: Revisão bibliográfica; Elaboração do projeto; Necessidade de material e montagem; Monitoramento de variáveis.

Vitor e Marcelo: Analise e estatística; Conclusão.

Elaboração do Procedimento

-Descrever variáveis de estudo ambientais(fonte livro Raven);

-Controle: Temperatura, umidade relativa, oxigênio;

-Quais podemos monitorar:temperatura e umidade,luminosidade(LDR);

-Teste: som aplicável as sementes;

-Tratamentos:

 T0-Controle sem som;

 T1-Ruído Branco- especificar

 T2- Estimulo – Ruído da enzima

 T3- Inibição – Ruído inibir a enzima

-Tempo de aplicação do som: Continuo

Montagem da câmara de germinação

-em relação às câmaras – Teste 1 – Laboratório (germinação= saída radícula 2mm) (fonte artigo NAKAGAWA)

Teste 2 – Em campo (Germinado= aparecimento do hipocótilo)

2.1 – som antes;

2.2- som contínuo.

                                                Metodologia

1° estímulo, ruído branco,controle. 16 vezes de 25 sementes total de 400 sementes por tratamento.

Em vez de enrolar as sementes no papel, vamos colocar as sementes sobre o papel, com espaçamento de 2 sementes, adicionaremos 2 vezes a massa das sementes de água.