Premio Hackaday 2022: utilizzo di termometri a infrarossi per misurare lo stress idrico delle colture

Se vivi in ​​una zona dell'emisfero settentrionale, è probabile che tu abbia vissuto una delle tante ondate di caldo verificatesi quest'estate. Il caldo estremo è pericoloso per l’uomo e gli animali, ma anche le piante, comprese le colture più importanti, ne soffrono. Le alte temperature portano ad un aumento della traspirazione e dell'evaporazione e se l'acqua persa in questo modo non viene reintegrata abbastanza rapidamente, le piante smetteranno di crescere e alla fine appassiranno e moriranno.

Per tenere traccia della quantità di acqua disponibile per le colture, [Florian Ellsäßer] ha costruito il Crop Water Stress Sensor: un dispositivo che controlla se le piante hanno abbastanza umidità disponibile per mantenersi in salute. Lo fa misurando la temperatura delle foglie per calcolare i livelli di evaporazione. Se le foglie sono più fresche dell'ambiente circostante, significa che l'acqua sta evaporando da esse e la pianta apparentemente ha abbastanza acqua a disposizione. Se la temperatura delle foglie è più vicina alla temperatura ambiente, la pianta potrebbe essere a corto d'acqua.

Il sistema di [Florian] esegue questa misurazione utilizzando un array a infrarossi, che è fondamentalmente una termocamera a bassa risoluzione che misura a distanza la temperatura di tutto ciò che si trova nel suo campo visivo. Questo array IR è puntato verso un campo, dove vedrà entrambe le foglie e il terreno tra di loro. La differenza di temperatura tra questi due può quindi essere utilizzata per calcolare l’indice di stress idrico delle colture (CWSI), una misura standardizzata di quanto sono ben idratate le piante. Il risultato viene visualizzato su un display e indicato anche tramite un comodo LED di stato rosso-giallo-verde che segnala se le colture in questione necessitano di irrigazione.

Il sistema può essere alimentato ad energia solare per un funzionamento completamente remoto, mentre i suoi dati possono essere letti tramite un'interfaccia WiFi. [Florian] sta progettando di aggiornare il progetto con un'interfaccia LoRa per una portata più ampia: l'obiettivo finale è costruire un'ampia rete di questi sensori in tutte le aree agricole e utilizzare i dati combinati per aumentare la consapevolezza della carenza d'acqua in determinate aree. Per rendere i sensori facili da costruire per chiunque sia interessato, tutti i file di progettazione sono disponibili nella pagina del progetto.

Mantenere le colture idratate è uno dei compiti chiave dell'agricoltura e abbiamo visto diversi progetti che mirano a ottimizzarlo e automatizzarlo, da un semplice ma efficace sensore di umidità basato su ESP8266 a sistemi idroponici completi.