مستشعر رطوبة التربة في نظام الري

مُسَسَسَر سُسْتَر

لمحة عامة عن مُنَج مُنتَج

واستشعار رطوبة التربة أداة دقيقة للغاية لقياس محتوى رطوبة التربة.وهو يقيس محتوى رطوبة التربة عن طريق نقل نبضات كهرومغناطيسية تنتقل عن طريق كابل كهرسي إلى مسبار ثم إلى وسط التربة.ويقيس جهاز الاستشعار الثبات الثنائي الكهربائي الظاهر للتربة، وهو معيار يرتبط ارتباطاً وثيقاً بالمحتوى الحقيقي للرطوبة في التربة.ومن ثم، فإن المستشعر، بقياسه الثوابت الكهربية الظاهرية، يكون قادراً على حساب محتوى رطوبة التربة بدقة.

 درجة الحرارة في التربة ودرجة الرطوبة المُسْسِس

مبدأ العمل:

   - تكنولوجيا الموجات الكهرمغنطيسية الكهرمغنطيسية: يعمل جهاز الاستشعار عن طريق نقل نبضات الموجات الكهرومغناطيسية التي تتأثر برطوبة التربة أثناء انتقالها عبر التربة، وتحول النبضات التي يتلقاها المسبار إلى إشارة كهربائية تنتقل عن طريق كابل محوري إلى وحدة معالجة الإشارة.

   - الثبات الكهربائي الظاهر: تحسب وحدة معالجة الإشارات الثبات الكهربائي الظاهري للتربة استناداً إلى قوة الإشارة وزمن انتشارها، مما يؤدي بدوره إلى زيادة المحتوى الرطوبي الحقيقي للتربة.

2 - الخواص:

   - الدقة والحساسية العاليتان: ضمان دقة نتائج القياس.

   - سرعة ودقة: رصد تغيرات رطوبة التربة في الوقت الحقيقي، وتوفير الدعم الفوري للبيانات.

   - الاستقرار والموثوقية: توفير بيانات مستقرة في ظل مختلف ظروف التربة، لا تتأثر بالأسمدة والأيونات المعدنية في التربة.

   - مكافحة التدخل: الأداء المستقر لأجهزة الاستشعار، وبيانات قياس دقيقة وموثوقة، خالية من تدخل العوامل البيئية الخارجية.

   - نطاق التطبيق: ينطبق على العديد من المجالات مثل رصد رطوبة التربة، والري المنقوص للمياه، وظاهرة الدفيئة، والرعي العشبي، واختبار التربة السريع.

 تطبيق درجة حرارة التربة واستشعار الرطوبة في نظام الري

 المراقبة الآلية للري

ويمكن دمج درجات حرارة التربة وأجهزة استشعار الرطوبة مثل NBL-S-THR مع نظم الري لتحقيق الري التلقائي، ويقوم المستشعر برصد رطوبة التربة باستمرار ويبدأ تلقائياً نظام الري عندما تكون رطوبة التربة دون عتبة محددة سلفاً؛ وعندما تصل الرطوبة إلى مستوى مناسب، تتوقف تلقائياً لتجنب الإفراط في الري ونفايات المياه.

 2- نقل البيانات وتحليلها

وعادة ما تكون أجهزة الاستشعار مجهزة بوحدات اتصال لاسلكية أو سلكية يمكن أن تنقل البيانات في الوقت الحقيقي إلى نظام التحكم أو منصة السحب ويمكن للمستعملين رصد حالة رطوبة التربة عن بعد من خلال تطبيقات الهواتف الخلوية وبرامج الحاسوب وما إلى ذلك وتعديل استراتيجية الري وفقا لنتائج تحليل البيانات.

 3 - أدوات الاستخدام

- جمع البيانات: تستخدم للحصول على بيانات الاستشعار، ويمكن بناؤها في جهاز التحكم في الري.

- متحكم في الري: يتحكم تلقائياً في مفتاح الصمام استناداً إلى بيانات الاستشعار.

- جهاز اتصال لاسلكي (إذا كان جهاز الاستشعار يدعم الاتصالات اللاسلكية): لضمان نقل البيانات من الميدان إلى مركز التحكم.

- إمدادات الطاقة: لتشغيل أجهزة الاستشعار ونظام التحكم، قد تكون ألواحا شمسية أو بطاريات أو متصلة بالشبكة.

- نظام البرمجيات: بالنسبة لتحديد العتبات، وتحليل البيانات والتحكم عن بعد، يمكن أن تكون برامجيات نظام إدارة الزراعة حسب الطلب.

 خطوات تكامل موجزة في مجال درجة حرارة التربة ودرجة حرارة التربة ودُرْج الرطوبة والاستشعار ونظام الري

1- تثبيت درجة حرارة التربة واستشعار الرطوبة:

   - اختيار الموقع الصحيح: وفقا لعمق جذر المحصول ونوع التربة، تحديد عمق مسبار الاستشعار بشكل صحيح للتأكد من أن القياس هو حالة رطوبة منطقة جذر المحصول.

   - تجنب التدخل: تجنب وضع جهاز الاستشعار بالقرب من خنادق الصرف أو منافذ الري لتجنب تشويه البيانات.

   - العلاج ضد المياه: يجب أن تكون الوصلة مقاومة للماء للحيلولة دون دخول المياه إلى الدائرة وتسبب الضرر لها.

2 - نظام الاتصال:

   - الأسلاك: فيما يتعلق بالاتصالات السلكية، استخدم كابلات عالية الجودة وتتبع الجهة المصنعة':: المبادئ التوجيهية للاسلاك لتجنب تداخل الإشارات والدوائر القصيرة.

   - بروتوكول الاتصال: التأكد من بروتوكول الاتصال بين جهاز الاستشعار ومباريات أجهزة التحكم في الري، مثل RS485، واللوراوان، وما إلى ذلك.

3 - العتبات الوطيدة:

   - الإطار العلمي: وفقاً لمنحني الطلب على المياه في المحصول، يحدد علمياً عتبة محتوى الرطوبة لبدء الري ووقفه من أجل تحقيق الري الدقيق.

4 - الاختبار والتسوية:

   - الاختبار الأولي: إجراء اختبار أولي وتعديل العتبات واستراتيجيات الري استناداً إلى التغذية المرتدة الفعلية.

   - المعايرة والتحقق: تركيب أو معايرة الاستشعار حديثاً أو دورياً لضمان دقة القياس، والتحقق من موثوقية قراءات الاستشعار من خلال اختبارات المقارنة قبل التطبيق الفعلي.

5 - الرصد والتعظيم:

   - الرصد المستمر: الرصد المستمر لتشغيل النظام وتكييف البارامترات وفقا للتغيرات الموسمية ودورات نمو المحاصيل لتحقيق نتائج أفضل في مجال الري.

 كيفية تكيف نظام الري تلقائياً مع مستوى رطوبة التربة

1 - رصد رطوبة التربة:

   - نشر أجهزة الاستشعار: يتم تركيب أجهزة استشعار رطوبة التربة في المواقع الرئيسية في المزرعة، وتقوم أجهزة الاستشعار هذه برصد ظروف رطوبة التربة في الوقت الحقيقي.

   - جمع البيانات: تجمع أجهزة الاستشعار بيانات رطوبة التربة على فترات منتظمة (كالساعة أو يومياً مثلاً).

2 - نقل البيانات:

   - النقل: تُنقل البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار إلى وحدة التحكم في الري بوسائل سلكية (مثل الكابل) أو لاسلكية (مثل Wi-Fi وLoRaWAN وما إلى ذلك).

3 - تجهيز البيانات وتحليلها:

   - وحدة مراقبة الري: تتلقى وحدة التحكم في الري بيانات الاستشعار وتحلل مستوى رطوبة التربة باستخدام خوارزميات مدمجة أو بارامترات مسبقة.

   - تحديد العتبات العليا والدنيا لرطوبة التربة في وحدة التحكم، ويمكن تعديل هذه العتبات وفقا لنوع المحصول، ومرحلة النمو، ونوع التربة، والظروف المناخية.

4- صنع القرار:

   - التحليل المقارن: تقارن وحدة المراقبة بين رطوبة التربة التي يتم رصدها في الوقت الحقيقي والعتبات المسبقة.

   - منطق صنع القرار: تقرر وحدة المراقبة بدء الري إذا كانت رطوبة التربة أقل من العتبة الدنيا المحددة مسبقا، وتقرر وقف الري إذا كانت رطوبة التربة أعلى من العتبة العليا.

5 - التنفيذ بالري:

   - بدء عملية الري: عندما تقرر وحدة المراقبة أن هناك حاجة إلى الري، فإنها ترسل إشارة إلى المشغِّل (مثل صمام اللينويد، والمضخات، وما إلى ذلك) لبدء تشغيل نظام الري.

   - تعديل حجم المياه: يمكن لوحدة التحكم أيضاً تعديل حجم مياه الري وفقاً لمستوى رطوبة التربة، وذلك مثلاً بتعديل فتح الصمام أو وقت تشغيل المضخة.

رصد الري:

   - الرصد: خلال عملية الري، يواصل النظام رصد رطوبة التربة لضمان تحقيق مستويات رطوبة مناسبة.

   - التكيف: إذا وصلت رطوبة التربة إلى العتبة العليا أو تجاوزتها أثناء عملية الري، تقوم وحدة المراقبة تلقائيا بإغلاق نظام الري.

7 - التسجيل والإبلاغ:

   - تسجيل البيانات: تسجل وحدة مراقبة الري التغيرات في الوقت والمدة ورطوبة التربة لكل ري.

   - إعداد التقارير: يمكن للنظام أن يصدر تقارير عن الري لمديري المزارع لتحليل كفاءة الري وأنماط الطلب على المياه من المحاصيل.

 العناصر الرئيسية للتنظيم التلقائي

1- دقة أجهزة الاستشعار: يمكن لأجهزة الاستشعار العالية الدقة أن توفر بيانات دقيقة، وهي أساس التعديل التلقائي.

٢ - منطق التحكم: يجب أن تكون خوارزمية منطق وحدة التحكم قادرة على التكيف بمرونة وفقا للحالة الفعلية.

3- موثوقية النظم: ينبغي أن يكون نظام الري موثوقاً إلى حد كبير لتجنب الإفراط في الري أو تحته بسبب عيوب.

4 - واجهة المستخدم: تتيح وصلة بينية سهلة الاستعمال لمدير المزرعة إمكانية وضع البارامترات وتعديلها بسهولة.

1- التحقق من التوافق: ضمان وجود توافق جيد في التواصل بين جهاز الاستشعار وجهاز التحكم في الري.

2 - الأسلاك الصحيحة: بالنسبة للوصلات السلكية، من الضروري وجود أسلاك صحيحة لتجنب تداخل الإشارات والدوائر القصيرة.

3 - المعالجة ضد الماء: بما أن جهاز الاستشعار مثبت في الهواء الطلق في التربة، يجب أن تكون الوصلة مقاومة للماء لمنع الرطوبة من دخول الدارة وإحداث ضرر بها.

4- عمق المسبار ووضعه: وفقاً لعمق جذر المحصول ونوع التربة، يحدد عمق المسبار المستشعر بشكل صحيح للتأكد من أن القياس هو حالة رطوبة منطقة جذر المحصول.

5 - وضع علامات السهول: وفقاً للمحصول'منحنى الطلب على المياه، يحدد علمياً عتبات محتوى الرطوبة لبدء الري ووقفه.

6- المعايرة والتحقق: تركيب جهاز استشعار جديد أو معايرة منتظمة لضمان دقة القياس.

7- القابلية للتكيف البيئي: بالنظر إلى تأثير التغيرات في درجات الحرارة على قراءات الاستشعار، قد تتطلب بعض أجهزة الاستشعار سمات للتعويض عن درجات الحرارة.

8- إدارة الطاقة: ضمان استقرار إمدادات الطاقة إلى جهاز الاستشعار والتحكم، ولا سيما فيما يتعلق بأجهزة الاستشعار اللاسلكية، التي قد تتطلب فحصاً دورياً لحالة البطاريات أو ضمان أن يعمل نظام الشحن الشمسي بشكل سليم.

9 - الرصد والإدارة عن بُعد: إذا كان النظام يدعم التشغيل عن بُعد، تأكد من استقرار الربط الشبكي لتيسير رصد وتكييف استراتيجيات الري في الوقت الحقيقي.

10- الصيانة المنتظمة: تنظيف التربة والشوائب على المستشعر بانتظام لتجنب التأثير على دقة القياس، والتحقق مما إذا كانت الوصلة ثابتة لتجنب التخفيف.

وبهذه الطريقة، فإن درجة حرارة التربة واستشعار الرطوبة لا يحسنان كفاءة الري ويقللان من إهدار المياه فحسب، بل يعززان أيضا النمو الصحي للمحاصيل، وهو جزء لا غنى عنه من الزراعة الحديثة الدقيقة.

المُسَبِس بيان البيانات:

مقياس قياس درجة حرارة درجة حرارة الحرارة NB البيانات البيانية

V4.0.pdf

2 - NB PXI البيانات البيانية

المحتويات

3. مقياس قياس درجة حرارة الحرارة البيانات البيانية

V4.0.pdf

4. درجة حرارة سطح الشمس، العار من الدرجةوجهاز استشعار متكامل للمهاجرة والموصلة وجهاز استشعار متكامل للملوحة

المحتويات

5. درجة حرارة سطح الشمس، العار من الدرجةوجهاز الاستشعار المتكامل للتوصيل وجهاز الاستشعار المتكامل للآفات

7 - في - 1 - سـيـل - سـيـل - المركـز - المركـز - المـوال.

4. درجة حرارة سطح الشمس، العار من الدرجة, ناباك، أولاً- جهاز استشعار متكامل للمجالسة والمسالم

8 - في - 1 - سـيـل - سـيـل - المركـز - المركـز - مانـول.pdf

تشمل نماذج مستشعرات التربة الشائعة NBL-S-TM و NBL-S-TMC و NBL-S-TMCS و NBL-S-TMCS-7 و NBL-S-TMCS-8، وتدعم قياس الرطوبة ودرجة الحرارة و EC و pH، ويمكن ربطها عبر RS485 أو LoRaWAN حسب نظام الري.