Датчики Влажности Почвы: Инновации В Точном Земледелии
Вода крайне важна для развития растений. По этой причине полив требует вдумчивого подхода и не должен быть избыточным или дефицитным. Сенсоры влажности почвы невероятно эффективны для определения уровня воды, что позволяет существенно сократить затраты и усилия фермеров.
Датчики помогают составить более эффективный график полива, отрегулировать его частоту и интенсивность, чтобы не вымывать питательные вещества и не пересушивать растение. Сенсор позволяет определить уровень влажности без вашего присутствия на поле.
Использование Датчиков Влажности Почвы В Точном Земледелии
Датчик влажности почвы – это прибор для измерения текущего уровня влажности почвы. Внедренные в систему орошения, датчики помогают составить более благоприятный график подачи и распределения воды. С помощью датчиков также можно увеличить или уменьшить полив для оптимального роста культур.
В зависимости от того как работают датчики влажности почвы, они делятся на три вида:
- Наземные – устанавливаются под землей для мониторинга корневой зоны.
- Воздушные – получение данных через беспилотные летательные аппараты; иногда используются для картографирования влажности почв.
- Спутниковые – оценка ситуации из космоса. Не мешают проведению работ в поле и помогают сэкономить средства; трудоемкой установки не требуют.
Системы датчиков влажности почвы стали необходимостью, поскольку выращивание сельскохозяйственных культур – это динамичный процесс, который нужно постоянно поддерживать. Динамика оправдывает использование датчиков на разных типах местности и стадиях развития растений, с учетом климатических особенностей, а также для прогнозирования погодных рисков. Посредством анализа инфракрасного (ИК) излучения, спутниковые бесконтактные датчики влажности почвы обеспечивают постоянный поток актуальных и надежных данных. Вместе со спутниковыми изображениями эти данные позволяют фермерам быть в курсе всех изменений уровня влажности почвы и вовремя принимать необходимые меры.
Интересный факт: любое поле – неоднородно и точность данных, полученных с датчиков уровня влажности почвы, напрямую зависит от их количества. В то же время спутники покрывают всю область интереса единовременно, а специализированное программное обеспечение создает карты полей с выделенными по уровню вегетации (NDVI) зонами.
Установка И Калибровка Датчиков
Датчики влажности почвы для капельного полива требуют установки и регулярного обслуживания. Для этого вам нужны специалисты, которые будут определять следующие параметры:
- расположение датчиков;
- расстояние между устройствами;
- количество устройств;
- глубину установки;
- способ размещения датчиков;
- время перекалибровки;
- чтение и интерпретацию данных.
Помимо данных процедур, эксперты должны производить ремонт датчиков, которые вышли из строя, валидировать точность данных, а также разрабатывать схемы полива.
Среди всех типов датчиков измерения влажности почвы, спутниковые действительно могут избавить вас от хлопот. Приложения для мониторинга удобны и доступны на различных устройствах, включая ПК, ноутбук и планшет. Вы можете узнать, что происходит на вашем поле, где бы вы ни были, если у вас есть доступ к Интернету. Такие приложения позволяют фермерам выявлять проблемы удаленно и вовремя на них реагировать.
EOS Crop Monitoring
Аналитика полей на основе актуальных спутниковых данных – принимайте эффективные решения!
Считывание И Интерпретация Данных Сенсора
Необходимо уметь правильно интерпретировать информацию, полученную с датчиков. Различные типы датчиков предоставляют разные типы данных, каждый из которых требует особого подхода. Таким образом, точность толкования напрямую зависит от навыков сотрудника.
С другой стороны, если вы используете специальное приложение, нет нужды нанимать профессионала.
Онлайн приложения для мониторинга упрощают задачу. Вы получаете показатели влажности грунта на любом выбранном поле за любой день. Кривые на графике быстро сообщают о ситуации и позволяют вовремя решить проблему.
Чем Полезен Crop Monitoring?
Crop Monitoring это мультифункциональное приложение от EOSDA, которое создано для фермеров, агрономов, страховых агентов и трейдеров. Приложение постоянно обновляется и совершенствуется. Одной из его новейших функций – является способность оценивать влажность грунта, на основе соотношения объема влаги в почве и общего объема грунта (в %).
Crop Monitoring оценивает влажность на двух уровнях:
- на поверхности почвы (5 см);
- в корневой зоне (корневище).
Оба показателя важны в процессе принятия решений. Существенное преимущество данного приложения заключается в том, что оно предоставляет аналитику, на основе спутниковых данных. Эти данные объединяются в единую диаграмму, которая предоставляет информацию о росте урожая, уровне осадков и вегетационных индексах. Таким образом вы получаете полную аналитику в одном месте. Crop Monitoring отображает кривые в следующем порядке: вегетация – влажность в корневой зоне – влажность на поверхности грунта.
Вам не нужно физически присутствовать на поле, чтобы регулярно следить за изменениями, если у вас есть ПК, ноутбук или планшет с подключением к интернету. В отличие от наземных датчиков влажности почвы, спутниковые приложения обходятся дешевле и не нуждаются в команде специалистов для его установки и обслуживания.
Crop Monitoring предоставляет дополнительные данные, которые будут полезны разным участникам аграрного бизнеса. Информация о влажности почвы наряду с множеством других параметров позволяет фермерам разрабатывать сложные схемы орошения и составлять график полива. Это возможно благодаря тому, что через приложение вы получаете средние показатели для всего поля, а не для одной определенной точки.
Что же касается других участников сельскохозяйственного бизнеса, страховый агенты, например, могут отслеживать и сравнивать ключевые исторические и текущие данные через Crop Monitoring. Полученные данные можно использовать как основу для принятия решений по страховым выплатам.
Мы подтвердили спутниковые данные со 170 цифровых датчиков влажности почвы в Юте, США.
На сегодняшний день функция определения влажности почвы доступна для следующих стран:
Этот список постоянно обновляется, так как мы планируем выйти на мировой рынок. А пока мы предлагаем Индивидуальные Проекты по всему миру, вне зависимости от вашей страны. Свяжитесь с нашим отделом продаж sales@eos.com, чтобы заказать Индивидуальный Проект.
Почему Мониторинг Влажности Почв Важен?
Достаточное водоснабжение жизненно необходимо для развития растений и обеспечить его – главная задача фермера. Недостаток полива приводит к увяданию, так как все силы растений уходят на то, чтобы впитать корнями дефицитную воду, при этом у них не остается энергии для созревания и высокой урожайности. Равномерный полив, однако, помогает растениям переживать регулярный стресс, оставаться здоровыми и развиваться в полной мере. С другой стороны, чрезмерный полив приводит к загниванию корней, перекрывает подачу кислорода, что в итоге приводит к разрушению растения.
Без поддержания стабильного уровня влажности ситуация в обоих случаях сложится неблагоприятно. Вот почему датчик влажности почвы для системы полива
является незаменимым инструментом, в то время как онлайн приложения для сельского хозяйства с функцией определения уровня влажности почвы эффективны, надежны и не требуют больших затрат.
Спутниковый беспроводной датчик влажности почвы это идеальный вариант, особенно если речь идет о сравнении объема вложений и усилий, необходимых для его использования, с тем объемом и качеством данных, которые он предоставляет. Внедрение датчиков в повседневную сельскохозяйственную деятельность помогает улучшить рост культур, при этом фермеры могут более эффективно управлять рисками избытка и дефицита воды.
Источник
Zigbee-датчик влажности почвы для растений (проект modkam.ru)
В этом обзоре мы с вами познакомимся с еще одной разработкой Jagera, автора сайта modkam.ru, широко известного среди энтузиастов умного дома. Это zigbee датчик влажности почвы для растений, функционал которого, при необходимости может быть существенно расширен для других измерений.
Также, пользуясь случаем, хочу выразить благодарность Jager и всем кто приложил свои знания и умения к созданию таких полезных устройств.
Содержание
Где заказать ?
- Заказать в РФ — телеграмм
- Заказать в Украине — производитель датчика из обзора на OLX
О датчике
Информация о первой версии устройства появилась еще в августе 2020 года, как альтернативе Mi Flora, который существенно вырос в цене, хотя пару лет назад стоил меньше 10 долларов. Разработка построена на базе многократно проверенного модуля E18-MS1-PCB и измеряет влажность почвы емкостным методом, что защищает электроды датчика от коррозии, а кроме этого имеет возможность установки еще ряда сенсоров — влажности, давления, освещенности и двух датчиков температуры, включая выносной.
Меньше чем через месяц, благодаря участникам сообщества, свет увидела вторая версия датчика, кстати именно про нее и пойдет речь в этом обзоре. Не отличаясь от первой версии функционально, она была оптимизирована с точки зрения схемотехники, что позволило убрать часть лишних элементов и упростить монтаж.
В конце февраля 2021 года, вышла третья версия датчика. Функциональность не изменилась, главное отличие в том — полностью фабричная сборка. Приложенные к статье исходники для заказа содержат всю необходимую информацию для производства готового устройства, самостоятельно останется установить и припаять держатель элементов питания, прошить и распечатать корпус.
Внешний вид
Итак, как я уже сказал, герой этого обзора — датчик второй версии, оптимизированный. Собран в Украине, и очередная моя благодарность для Александра из Одессы, который собрал и безвозмездно передал мне несколько таких устройств.
Попавшие ко мне датчики рассчитаны на установку двух батареек формата ААА. Здесь важно использовать именно батарейки, так как их напряжение равно 1,5 В, что в сумме дает 3. А напряжение никелевых аккумуляторов в сумме дает около 2,5 В. Также можно заказать на базе круглой батарейки CR2032.
В датчике используется модуль E18-MS1-PCB от EBYTE на базе чипа CC2530 который очень часто используется в подобного рода DIY устройствах.
Эта часть датчика должна находится в почве. Прямого контакта электродов с влажным грунтом нет, что предотвращает коррозию. В моем случае это единственный измеряемый параметр, остальные сенсоры не установлены
В сочетании с высокой энергоэффективностью Zigbee, кстати в данной версии датчик передает данные раз в 30 минут, емкости батареек должно хватить на несколько лет минимум.
На датчике есть кнопка — короткое нажатие принудительно проводит обновление данных, а для синхронизации — нужно около 10 секунд удерживать ее, пока светодиод не начнет мерцать.
SLS gateway
Подключение начнем с SLS шлюза, в котором сразу появляется поддержка всех устройств с modkam. Синхронизация и подключения происходит в штатном режиме, поддержка — полная.
Помним что особенностью работы SLS является то, что сразу после подключения появляются не все объекты устройства. Они отобразятся по мере получения с них каких-то данных, это нормально так и должно быть.
Вот так выглядит перечень всех возможных параметров которые можно получать с шлюза. Влажность воздуха, освещение, тут кстати есть какое-то значение, давление, и два датчика температуры — воздуха и выносной для почвы.
Параметр LastSeen это время последнего отзыва от датчик в Unix формате — количество секунд прошедших от 00:00 01.01.1970
Сущности зеркально пробрасываются в Home Assistant. По мере обновления в SLS — будут появлятся и тут. Обновить их принудительно можно коротким нажатием на кнопку датчика. Из реальных параметров на этой версии — уровень заряда, сигнала и влажность почвы.
Напомню — интервал между передачей показания датчика — составляет 30 минут, для растений этого вполне достаточно.
Zigbee2mqtt
Это устройство поддерживается и в zigbee2mqtt — без применения внешних конвертеров и необходимости ставить версию для разработчиков. Сопряжение — тоже стандартное без каких-то специальных действий.
Поддержка полная, включая корректное изображение устройства. На всякий случай уточню — датчик является конечным устройством и не передает данные от других участников сети.
Чтобы данные датчика не исчезали после перезагрузки инстанса — в меню настроек нужно поставить галочку retain, тогда все данные в топике mqtt будут сохранятся.
Все основные параметры датчика тут те же самые что и в SLS — главный — влажность почвы, данные устройства — уровень заряда и сигнала и опциональные — влажность воздуха, давление, освещение и две температуры.
Корпус
Для этого датчика обязательно нужен какой-то корпус, по крайней мере для защиты от брызг при поливе. К вопросу можно подойти с фантазией — например корпуса в виде грибка, которые мне прислали вместе с датчиками.
Шляпка съемная — она открывает доступ внутрь ножки гриба, в которой и находится электронная часть датчика. Кроме этого она выполняет роль зонтика, защищающего датчик от попадания брызг.
На одной из стороны предусмотрено отверстие, через которое можно вывести например выносной датчик температуры.
Нижняя часть датчика с электродами, которую нужно погружать в грунт, выводится через прорезь в нижней части ножки гриба.
Кроме защиты от брызг, корпус выполняет и эстетическую функцию. Грибок в горшке с растением — смотрится оригинально и не чужеродно.
Mi Flora
А так выглядит датчик в грибном корпусе по соседству с заводским решением от Xiaomi Mi Flora. Лично мне больше симпатичен гриб.
Вот сравнение показаний датчиков сразу после полива. Емкостной сенсор Zigbee устройства показывает 100%, а miflora — 76%. Мне кажется что тут ближе к правде Zigbee устройство, так как верхний слой почвы полностью пропитан водой. Кстати хочу отметить что с последним обновлением интеграции Xiaomi gateway 3 — mi flora стала намного чаще отдавать показания, раньше было намного инертнее.
Показания примерно через час. Оба сенсора показывают снижение уровня влаги, но miflora — на 20 с лишним процентов, что как-то много, а Zigbee — всего на 6%.
А тут показания двух рядом стоящих датчиков в другом горшке, менее чем через сутки после полива. MiFlora показывает всего 11%, хотя земля чувствительно влажная на ощупь. При этом грибок считает что влажность — 76% и это больше похоже на правду.
Всего у меня в системе три таких датчика, как раз по количеству горшков в комнате.
Так они выглядят на карте сети. Они находятся в одной комнате с координатором, здесь это USB Zigbee Stick CC2652 и считают оптимальным подключаться прямо к нему.
Выводить в интерфейс мне удобнее всего при помощи кастомной карты Multiple Entity Row, она позволяет несколько значений выводить одной строкой. Я вывожу все что дает этот датчик — влажность почвы, уровень заряда и сигнала.
Видео версия обзора
Вывод
Говоря о достоинствах этого датчика — в первую очередь стоит упомянуть интерфейс, на мой взгляд Zigbee наиболее подходящий для таких устройств и возможность установки емкого источника питания в виде батареек ААА. Более адекватная, на мой взгляд, методика измерения влажности почвы, по крайней мере она более логичная.
Так же мне очень понравился корпус, но это уже немного другая история, так как его печать не связана с производством датчика, который, напоминаю, в третьей версии можно заказать сразу в сборе, либо приобрести локально с уже установленной прошивкой и элементами питания по одной из указанных мной ссылок.
Источник