השקיה מוגדרת כמריחה מלאכותית של מים על קרקע או אדמה. ניתן להשתמש בתהליך השקיה לגידול גידולים חקלאיים במהלך משקעי הגשם הלא מספקים ולשמירה על נופים. מערכת השקיה אוטומטית מבצעת הפעלת מערכת ללא צורך במעורבות ידנית של אנשים. כל מערכת השקיה כגון טפטוף, ספרינקלרים ומשטח הופכת אוטומטית בעזרת מכשירים אלקטרוניים וגלאים כגון מחשב, טיימרים , חיישנים ומכשירים מכניים אחרים.
מערכת השקיה אוטומטית
מערכת השקיה אוטומטית עושה את העבודה בצורה די יעילה ובעלת השפעה חיובית על המקום בו היא מותקנת. לאחר התקנתו בשדה החקלאי, חלוקת המים לגידולים ולמשתלות הופכת קלה ואינה דורשת שום תמיכה אנושית בכדי לבצע את הפעולות לצמיתות. לעיתים ניתן לבצע השקיה אוטומטית באמצעות מכשירים מכניים כגון סירי חרס או מערכת השקיה מבקבוקים. קשה מאוד ליישם מערכות השקיה מכיוון שהן יקרות ומורכבות מאוד בעיצובן. על ידי לקיחת כמה נקודות בסיסיות משיקולי תמיכת מומחים, יישמנו כמה פרויקטים על מערכת השקיה אוטומטית באמצעות טכנולוגיות שונות.
במאמר זה אנו מתארים כשלושה סוגים של מערכות השקיה הפועלות באופן אוטומטי וכל מערכת מהווה התקדמות של קודמת ככל שאנו עוברים ממערכת ראשונה למערכת וכו '.
1. מערכת השקיה אוטומטית לחישה של תכולת לחות בקרקע
מעגל מערכת השקיה אוטומטית מאת www.edgefxkits.com
פרויקט מערכת ההשקיה האוטומטית לחישת לחות קרקע מיועדת לפיתוח מערכת השקיה המפעילה או מכבה משאבות טבולות באמצעות ממסרים לביצוע פעולה זו לחישת תכולת הלחות בקרקע. היתרון העיקרי בשימוש במערכת השקיה זו הוא הפחתת הפרעות אנושיות והבטחת השקיה תקינה.
המיקרו-בקר משמש כחסימה מרכזית של הפרויקט כולו, ובלוק אספקת חשמל משמש לאספקת חשמל של 5 וולט לכל המעגלים בעזרת שנאי, מעגל מיישר גשר וווסת מתח. ה מיקרו-בקר 8051 מתוכנת בצורה כזו שהוא מקבל את אות הקלט מחומר החישה שמורכב משווה לדעת את התנאים המשתנים של הלחות בקרקע. ה- OP-AMP המשמש כמשווה משמש כממשק בין חומר החישה למיקרו-בקר להעברת תנאי הלחות של האדמה, כלומר נובשות, יובש וכו '.
תרשים חסימה של השקיה מבוססת תוכן לחות בקרקע
ברגע שהמיקרו-בקר מקבל את הנתונים מחומר החישה - הוא משווה את הנתונים כפי שתוכנתו באופן, שיוצר אותות פלט ומפעיל את הממסרים להפעלת המשאבה הצוללת. סידור החישה נעשה בעזרת שני מוטות מתכתיים נוקשים המוחדרים לשדה החקלאי במרחק מה. החיבורים הנדרשים ממוטות מתכתיים אלה מתממשקים ליחידת הבקרה לבקרת פעולות המשאבה בהתאם לתכולת הלחות בקרקע.
ניתן לשפר את מערכת ההשקיה האוטומטית הזו באמצעות טכנולוגיה מתקדמת הצורכת אנרגיה סולארית מפאנלים סולאריים .
2. מערכת השקיה אוטומטית באמצעות שמש
מעגל מערכת השקיה אוטומטית סולארית מופעל על ידי www.edgefxkits.com
באיור לעיל, הכוח של שירותים נדרש להפעלת המערכת. כהרחבה למערכת הנדונה לעיל, מערכת זו משתמשת בפאנלים סולאריים להפעלת המעגל. בשדה החקלאי, השימוש הנכון בשיטת השקיה אוטומטית הוא חיוני מאוד בגלל כמה חסרונות בעולם האמיתי כמו מחסור במי מאגר הקרקע ומחסור בגשמים. מפלס המים (שולחן מי התהום) מצטמצם עקב מיצוי מתמשך של מים מהקרקע ובכך גורם בהדרגה למחסור במים באזורים החקלאיים לאט לאט להפוך לאדמות עקרות.
במערכת ההשקיה הנ'ל, אנרגיית השמש הנוצרת מהפאנלים הסולאריים משמשת להפעלת משאבת ההשקיה. המעגל כולל חיישני לחות שנבנו באמצעות OP-AMP IC . ה- OP-AMP משמש כמשווה. שני חוטי נחושת נוקשים מוחדרים לאדמה כדי לדעת אם האדמה רטובה או יבשה. א מעגל בקר טעינה משמש לטעינת התאים הפוטו-וולטאיים לאספקת אנרגיית השמש למעגל כולו.
דיאגרמת חסימות של מערכת השקיה אוטומטית סולארית
חיישן לחות משמש לחישת מצב הקרקע - כדי לדעת אם האדמה רטובה או יבשה, ואז אותות הקלט נשלחים למיקרו-בקר 8051, השולט על כל המעגל. ה מיקרו-בקר מתוכנת באמצעות תוכנת KEIL . בכל פעם שמצב הקרקע 'יבש', המיקרו-בקר שולח פקודות אל נהג הממסר והמנוע מופעל ומספק מים לשדה. ואם האדמה נרטבת, המנוע נכבה.
האותות הנשלחים מהחיישנים למיקרו-בקר דרך הפלט של המשווה פועלים בשליטת תוכנה המאוחסנת ב- ROM של המיקרו-בקר. LCD מציג את מצב המשאבה (מופעלת או כבויה) המממשקת למיקרו-בקר.
ניתן לשפר את מערכת ההשקיה האוטומטית הזו באמצעות טכנולוגיית GSM כדי להשיג שליטה על פעולת המיתוג של המנוע.
3. מערכת השקיה אוטומטית מבוססת GSM
כיום החקלאים נאבקים קשה בשדות החקלאיים מסביב לשעון. הם מבצעים את עבודת השדה שלהם באזור הבוקר ומשקים את אדמתם בשעות הלילה במרווחים לסירוגין. משימת השקיית השדות הופכת להיות קשה למדי עבור החקלאים בגלל חוסר סדירות בעבודתם ורשלנות מצידם מכיוון שלעתים הם מפעילים את המנוע ואז שוכחים לכבות, מה שעלול להוביל לבזבוז מים. באופן דומה הם אפילו שוכחים להפעיל את מערכת ההשקיה, מה שמוביל שוב לפגיעה בגידולים. כדי להתגבר על בעיה זו, יישמנו באמצעות טכניקה חדשה טכנולוגיית GSM , שמוסבר להלן.
מערכת השקיה אוטומטית מבוססת GSM
מערכת ההשקיה האוטומטית מבוססת GSM היא פרויקט בו אנו מקבלים מצב עדכון של הפעולה המתבצעת בשדות החקלאיים באמצעות SMS בעזרת מודם GSM. אנחנו יכולים להוסיף מערכות אחרות כמו צגי LCD , מצלמת רשת ואחרים מכשירים נשלטים חכמים . בפרויקט זה אנו משתמשים בנורות LED למטרת אינדיקציה.
בפרויקט זה אנו משתמשים בחיישן לחות קרקע המשמש לחישת רמת הלחות ב - כדי לדעת אם הוא יבש או רטוב. חיישן הלחות מתממשק למיקרו-בקר. אותות נתוני הקלט מחיישן הלחות נשלחים למיקרו-בקר ועל סמך זה הוא מפעיל את מנוע DC ומפעיל את המנוע בעזרת נהג מנועי. לאחר שהאדמה נרטבת, המנוע נכבה אוטומטית. ניתן לדעת את מצב השדות החקלאיים מהציון דיודת פולטות אור (LED) או באמצעות ההודעה שנשלחה למודם ה- GSM שהוצב בשדה. במקביל ניתן לשלוח הודעות דרך נייד להתקנה דרך מודם ה- GSM. לפיכך, ניתן לשלוט על מנוע ההשקיה באמצעות טלפון נייד ומודם GSM.
אלה שלוש מערכות ההשקיה המשתמשות בטכנולוגיות שונות, אשר מועילות לאנשים העובדים קשה בשדות חקלאיים.
