الاتصال بجهاز استشعار رطوبة التربة بأسعار معقولة

قامت كولين جوزيفسون، الأستاذة المساعدة في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، ببناء نموذج أولي لعلامة ترددات راديوية سلبية يمكن دفنها تحت الأرض وتعكس موجات الراديو من قارئ فوق الأرض، إما يحمله شخص، محمولة بطائرة بدون طيار أو مثبتة على مركبة.سيخبر المستشعر المزارعين بمقدار الرطوبة الموجودة في التربة بناءً على الوقت الذي تستغرقه موجات الراديو للقيام بالرحلة.
هدف جوزيفسون هو تعزيز استخدام الاستشعار عن بعد في قرارات الري.
وقال جوزيفسون: "الدافع العام هو تحسين دقة الري"."تُظهر عقود من الدراسات أنه عند استخدام الري المعتمد على أجهزة الاستشعار، فإنك توفر المياه وتحافظ على إنتاجية عالية."
ومع ذلك، فإن شبكات الاستشعار الحالية باهظة الثمن، وتتطلب ألواحًا شمسية وأسلاكًا واتصالات بالإنترنت يمكن أن تكلف آلاف الدولارات لكل موقع مسبار.
المهم هو أن القارئ يجب أن يمر بالقرب من العلامة.وتقدر أن فريقها يمكنه تشغيله على ارتفاع 10 أمتار فوق سطح الأرض وعلى عمق يصل إلى متر واحد في الأرض.
قامت جوزيفسون وفريقها ببناء نموذج أولي ناجح للعلامة، وهو صندوق حاليًا بحجم صندوق أحذية يحتوي على بطاقة تردد الراديو مدعومة ببطاريتين AA، وقارئ فوق الأرض.
وبتمويل من منحة من مؤسسة أبحاث الأغذية والزراعة، تخطط لتكرار التجربة باستخدام نموذج أولي أصغر وتصنيع العشرات منها، وهو ما يكفي لإجراء تجارب ميدانية في المزارع المُدارة تجاريًا.وقالت إن التجارب ستكون على الخضر الورقية والتوت، لأنها المحاصيل الرئيسية في وادي ساليناس بالقرب من سانتا كروز.
أحد الأهداف هو تحديد مدى جودة انتقال الإشارة عبر المظلات الورقية.حتى الآن، في المحطة، قاموا بدفن العلامات بجوار خطوط التنقيط حتى عمق 2.5 قدم ويحصلون على قراءات دقيقة للتربة.
وقد أشاد خبراء الري في الشمال الغربي بالفكرة - فالري الدقيق مكلف بالفعل - ولكن كان لديهم العديد من الأسئلة.
أعجب شيت دوفولت، وهو مزارع يستخدم أدوات الري الآلية، بالفكرة ولكنه رفض العمل اللازم لتقريب المستشعر من العلامة.
وقال: "إذا كان عليك إرسال شخص ما أو إرسال نفسك... فيمكنك لصق مسبار التربة في 10 ثوانٍ بنفس السهولة".
وتساءل تروي بيترز، أستاذ هندسة النظم البيولوجية في جامعة ولاية واشنطن، عن كيفية تأثير نوع التربة وكثافتها وملمسها ووعورتها على القراءات وما إذا كان كل موقع سيحتاج إلى معايرة بشكل فردي.
وتتواصل مئات من أجهزة الاستشعار، التي قام فنيو الشركة بتركيبها وصيانتها، عن طريق الراديو مع جهاز استقبال واحد مدعوم بلوحة شمسية على بعد يصل إلى 1500 قدم، والذي ينقل بعد ذلك البيانات إلى السحابة.عمر البطارية لا يمثل مشكلة، لأن هؤلاء الفنيين يقومون بزيارة كل مستشعر مرة واحدة على الأقل في السنة.
وقال بن سميث، المتخصص الفني في الري بشركة Semios، إن نماذج جوزيفسون الأولية تعود إلى 30 عامًا مضت.يتذكر أنه كان مدفونًا بأسلاك مكشوفة كان العامل يوصلها فعليًا بجهاز تسجيل البيانات المحمول.
يمكن لأجهزة الاستشعار اليوم تحليل البيانات المتعلقة بالمياه والتغذية والمناخ والآفات وغير ذلك الكثير.على سبيل المثال، تقوم أجهزة كشف التربة الخاصة بالشركة بأخذ قياسات كل 10 دقائق، مما يسمح للمحللين بتحديد الاتجاهات.