Премія Hackaday 2022: використання інфрачервоних термометрів для вимірювання водного стресу в посівах

Якщо ви живете десь у Північній півкулі, ви, ймовірно, пережили одну з багатьох хвиль спеки, які виникли цього літа. Екстремальна спека небезпечна для людей і тварин, але рослини, в тому числі важливі культури, також страждають. Високі температури призводять до посилення транспірації та випаровування, і якщо втрачену таким чином воду не відновити досить швидко, рослини припиняють рости, зрештою в’януть і загинуть.

Щоб відстежувати, скільки води доступно для культур, [Флоріан Еллсасер] створив датчик водного стресу рослин: пристрій, який перевіряє, чи рослини мають достатньо вологи, щоб залишатися здоровими. Це робиться шляхом вимірювання температури листя для розрахунку рівнів випаровування. Якщо листя холодніше, ніж навколишнє середовище, це означає, що вода випаровується, і рослині, очевидно, достатньо води. Якщо температура листя ближча до кімнатної, рослині може бракувати води.

Система [Флоріана] виконує це вимірювання за допомогою інфрачервоної матриці, яка, по суті, є тепловій камерою з низькою роздільною здатністю, яка дистанційно вимірює температуру всього, що знаходиться в його полі зору. Цей ІЧ-матриця спрямована на поле, де буде видно два листки та землю між ними. Потім різницю температур між цими двома параметрами можна використовувати для розрахунку індексу водного стресу рослин (CWSI), стандартизованого показника якості гідратації рослин. Результат відображається на екрані, а також позначається зручним червоно-жовто-зеленим світлодіодним індикатором стану, який вказує, чи потребують відповідні культури поливу.

Система може працювати на сонячних батареях для повністю дистанційного керування, а її дані можна зчитувати через інтерфейс WiFi. [Флоріан] планує оновити дизайн за допомогою інтерфейсу LoRa для більшого діапазону: кінцевою метою є створення великої мережі цих датчиків у сільськогосподарських районах і використання об’єднаних даних для підвищення обізнаності про дефіцит води в деяких районах. Щоб полегшити конструювання датчиків усім зацікавленим, усі файли проекту доступні на сторінці проекту.

Зволоження посівів є одним із ключових завдань у сільському господарстві, і ми бачили кілька проектів, спрямованих на оптимізацію та автоматизацію цього, від простого, але ефективного датчика вологості на основі ESP8266 до повних гідропонних систем.