کنترل کننده های آبیاری قطره ای خودکار چگونه کار می کنند؟

Ⅰ. چرا آبیاری قطره ای در مکزیک ضروری است؟

کشاورزی هوشمند در مورد تضمین آینده کشاورزی در مکزیک است. طبق داده های کمیسیون ملی آب مکزیک (CONAGUA)، بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب است. تقریباً 76 درصد از کل مصرف آب شیرین در کشور را تشکیل می دهد. این تقاضای عظیم فشار زیادی بر سفره‌های زیرزمینی و منابع آب سطحی وارد می‌کند.

روش های آبیاری سنتی بخش عمده ای از مشکل است. آبیاری غرقابی که هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند تا 45 درصد کارآمد باشد. این بدان معنی است که بیش از نیمی از آب در اثر تبخیر و رواناب از دست می رود.آبیاری قطره ای ذاتا کارآمدتر است، با نرخ های 90-95٪. کنترل‌کننده‌های خودکار لایه دوم قدرتمندی از کارایی را اضافه می‌کنند. با آبیاری فقط در صورت لزوم و در مقادیر دقیق، اتوماسیون تضمین می کند که تقریباً هر قطره توسط محصول استفاده می شود.

این به طور مستقیم به مزایای اقتصادی و زیست محیطی ترجمه می شود. کاهش مصرف آب به معنای کاهش هزینه های پمپاژ و قبض انرژی است. مهمتر از آن، به حفظ آبخوان های حیاتی مکزیک کمک می کند. باعث کاهش رواناب کود به حوزه های آبخیز می شود. از مدل کشاورزی پایدارتر و انعطاف پذیرتر پشتیبانی می کند.

 

 

Ⅱ. آیا Dافزایش آبیاری در سراسر آمریکای لاتین؟

تغییر به سوی آبیاری هوشمند به صورت جداگانه اتفاق نمی افتد. مکزیک یک بازیگر کلیدی در روند گسترده تر در سراسر آمریکای لاتین است، جایی که کشاورزی موتور اصلی اقتصادی است.

بازار آبیاری قطره ای در مکزیک بخشی از تقاضای منطقه ای بزرگتر و رو به رشد سریع برای سیستم های آبیاری قطره ای در سراسر آمریکای لاتین است. کشورهایی مانند برزیل با تولید وسیع سویا و نیشکر. شیلی، رهبر جهانی در صادرات میوه و شراب؛ و آرژانتین، نیروگاه غلات، همگی شاهد پذیرش شتابان این فناوری‌ها هستند.

چندین عامل کلیدی باعث این رشد می شود. دولت ها به طور فزاینده ای در حال اجرای سیاست ها و ارائه مشوق هایی برای حفظ آب کشاورزی هستند. این فناوری به خودی خود مقرون به صرفه تر و کاربر پسندتر می شود.

مهمتر از همه، واقعیت‌های تغییر آب و هوا-خشکسالی‌های مکرر، بارندگی غیرقابل پیش‌بینی و گرمای شدید{1}}تولیدکنندگان را مجبور می‌کند به دنبال استراتژی‌های کشاورزی مقاوم در برابر آب و هوا باشند. کنترل کننده های آبیاری خودکار سنگ بنای این استراتژی هستند. آنها کنترل و کارایی لازم برای رشد در یک محیط در حال تغییر را فراهم می کنند.

 

Ⅲ. یک سیستم آبیاری قطره ای خودکار واقعاً چگونه کار می کند؟

خراب کردن سیستم آبیاری خودکار بخش های کلیدی را آشکار می کند. هر جزء دارای کار خاصی است که سیستم های آبیاری قطره ای مدرن را کارآمد و قابل اعتماد می کند.

⒈ یک کنترل کننده آبیاری در واقع چه کاری انجام می دهد؟

کنترل کننده کل عملیات آبیاری شما را اجرا می کند. این تصمیم می گیرد که چه زمانی آبیاری شود، کجا آبیاری شود و چه مقدار آب مصرف شود.

کنترل‌کننده‌های ساده روی زمان‌بندی‌های ثابتی که شما برنامه‌ریزی می‌کنید کار می‌کنند. به عنوان مثال، آنها ممکن است هر روز ساعت 6 صبح به مدت 30 دقیقه به منطقه 1 آبیاری کنند. اینها کنترل دستی را شکست می دهند اما نمی توانند با شرایط متغیر سازگار شوند.

کنترلرهای هوشمند پیشرفته بسیار متفاوت عمل می کنند. این کنترل‌کننده‌های آبیاری مورد نیاز اقلیم‌های متنوع مکزیک از داده‌های{1}زمان واقعی از حسگرهای خاک و آب و هوا استفاده می‌کنند. آنها هوشمندانه تصمیم می گیرند و برنامه ها را به طور خودکار تنظیم می کنند.

⒉ آیا واقعاً به سنسورهای خاک و آب و هوا نیاز دارید؟

سنسورها داده ها را برای سیستم جمع آوری می کنند. آنها اطلاعاتی را به کنترلر می دهند که برای انتخاب هوشمندانه نیاز دارد. بدون داده های دقیق، حتی بهترین کنترل کننده کورکورانه عمل می کند.

سنسورهای رطوبت خاک بیشترین اهمیت را دارند. کشش سنج ها و پروب های خازنی در ناحیه ریشه می روند. آنها مستقیماً میزان دسترسی گیاهان به آب را اندازه گیری می کنند. این داده ها به این سوال کلیدی پاسخ می دهد: "آیا محصولات من در حال حاضر به آب نیاز دارند؟"

سنسورهای آب و هوا بینش های آینده را ارائه می دهند. سنسورهای باران به طور خودکار چرخه های آبیاری برنامه ریزی شده را متوقف می کنند. این از هدر رفتن جلوگیری می کند. سنسورهای باد، دما و رطوبت به محاسبه میزان تبخیر و تعرق کمک می کنند. این نشان می دهد که آب چقدر سریع خاک و گیاهان را ترک می کند. کنترلر از این برای تنظیم زمان آبیاری استفاده می کند.

فلومتر یکی دیگر از سنسورهای حیاتی است. آنها حجم آب در حال حرکت در سیستم را اندازه گیری می کنند. هنگامی که نرخ جریان از حالت عادی تغییر می کند، کنترل کننده می تواند نشت یا انسداد را تشخیص دهد.

⒊ شیرهای برقی چگونه جریان آب را کنترل می کنند؟

شیرهای برقی ماهیچه های سیستم هستند. این گیت های الکترونیکی توزیع آب در مزرعه شما را کنترل می کنند.

کنترل کننده یک سیگنال ولتاژ پایین-به یک شیر خاص ارسال می کند. این سیگنال به یک سیم پیچ انرژی می دهد. سیم پیچ یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که یک پیستون را بلند می کند. دریچه باز می شود و آب به منطقه تعیین شده جریان می یابد.

هنگامی که آبیاری برای آن منطقه به پایان می رسد، کنترل کننده سیگنال را قطع می کند. پیستون می افتد. دریچه بسته می شود و جریان آب متوقف می شود. این به یک منبع آب اجازه می دهد چندین منطقه با نیازهای مختلف را در زمان های مختلف آبیاری کند.

⒋ خطوط قطره‌ای چگونه آب را به محصولات می‌رسانند؟

شبکه تحویل هسته اصلی هر سیستم آبیاری قطره‌ای است و اطمینان حاصل می‌کند که آب به طور مساوی در کل طرح آبیاری قطره‌ای توزیع می‌شود. این شامل خطوط اصلی، زیر-خطوط اصلی، و خطوط قطره ای یا نوارهایی است که در امتداد ردیف های برش اجرا می شوند.آب آزاد شده توسط شیر برقی از طریق این شبکه به قطره چکان ها می رود. این قطره چکان ها در خطوط قطره ای تعبیه شده اند. آنها آب را بسیار آهسته و دقیقاً روی خاک بالای ناحیه ریشه رها می کنند.

شلنگ آبیاری قطره ایبرای کارایی بسیار مهم است. تحویل یکنواخت آب به اجزای با کیفیت بستگی دارد. استفاده از محصولاتی مانندنوارهای قطره چکان مسطحاز تولید کنندگان اثبات شده بسیار مهم است.

با SINOAH تماس بگیرید

 

Ⅳ. طیف کنترل

در سیستم های آبیاری قطره ای، "اتوماتیک" فقط یک چیز نیست. این نشان دهنده سطوح مختلف کنترل است. اینها از تایمرهای ساده تا سیستم‌های کاملاً مستقل-خود تصحیح می‌شوند. هر سطح تعادل های مختلفی از مشارکت انسانی، کارایی و هزینه را ارائه می دهد.

• سیستم‌های مبتنی بر تایمر{0}}برنامه تنظیم‌شده شما را دنبال می‌کنند. آنها آن را صادقانه اجرا می کنند اما نمی توانند به باران غیرمنتظره یا امواج گرما واکنش نشان دهند. این یک سیستم-حلقه باز است. دستورات را ارسال می کند اما بازخوردی دریافت نمی کند.

• سیستم‌های کاملاً خودکار{{0} و مبتنی بر حسگر{1}}بازخورد حلقه بسته- را ایجاد می‌کنند. کنترلر فرمانی برای باز کردن شیر می فرستد. حسگر نتیجه را با افزایش رطوبت خاک اندازه گیری می کند. این داده ها به کنترل کننده باز می گردند.

• سیستم به صورت پویا بر اساس این بازخورد تنظیم می شود. اگر خاک سریعتر از حد انتظار به رطوبت مورد نظر برسد، سیستم زودتر خاموش می شود. اگر یک روز گرم و بادی خاک را به سرعت خشک کند، ممکن است زمان آبیاری را افزایش دهد یا یک چرخه کوتاه دیگر را برنامه ریزی کند.

 

Ⅴ. آیا هوش مصنوعی در آبیاری قطره ای برای مزارع ارزش دارد؟

پیشرفته‌ترین کنترل‌کننده‌های آبیاری قطره‌ای خودکار اکنون هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را ادغام می‌کنند. هوش مصنوعی فراتر از واکنش به شرایط فعلی حرکت می کند. شروع به پیش بینی نیازهای آینده می کند. موضوع فقط روشن و خاموش کردن آب نیست.

نقش آبیاری هوش مصنوعی به چندین عملکرد کلیدی تقسیم می شود:

⑴ تجزیه و تحلیل پیش بینی:الگوریتم های هوش مصنوعی داده های آب و هوای تاریخی، خوانش سنسورهای فعلی و پیش بینی های آب و هوای محلی را پردازش می کنند. آنها از این برای پیش بینی تبخیر و تعرق و تقاضای آب محصول برای 24-72 ساعت آینده استفاده می کنند. این باعث ایجاد طرح های آبیاری فعال می شود.

⑵ تشخیص الگو:با گذشت زمان، هوش مصنوعی الگوهای رطوبت منحصر به فرد هر منطقه آبیاری را می آموزد. این می تواند تغییرات ظریفی را که ممکن است نشان دهنده مسدود شدن قطره چکان ها، نشت کند یا مشکلات خاک باشد، مدت ها قبل از اینکه انسان متوجه شود، شناسایی کند.

⑶ بهینه سازی منابع:این مهم ترین ارزش را ارائه می دهد. هوش مصنوعی برنامه های آبیاری دقیقی را محاسبه می کند که مصرف آب را با سایر ورودی ها متعادل می کند. برای مزارعی که از کود دهی استفاده می کنند، هوش مصنوعی می تواند تحویل آب و مواد مغذی را به مراحل رشد خاص بهینه کند. این امر جذب را به حداکثر می رساند و ضایعات را به حداقل می رساند.

نتایج چشمگیر است. مطالعات مستقل و تجربیات میدانی نشان می‌دهد که سیستم‌های آبیاری مبتنی بر هوش مصنوعی به درستی اجرا می‌شوند که در مقایسه با روش‌های سنتی، 30 تا 50 درصد در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کنند.

این سیستم‌ها همچنین استرس گیاه را از آبیاری بیش از حد یا کمتر از- حذف می‌کنند. نشان داده شده است که آنها عملکرد محصول را 10-25٪ افزایش می دهند. برای کشاورزانی که به دنبال بهترین کنترل کننده های آبیاری برای مزارع هستند، ادغام هوش مصنوعی معیار عملکرد جدید است.

 

 

Ⅵ. با مزرعه خود در ارتباط باشید

مزارع مدرن در مکزیک نیاز به مدیریت از راه دور دارند. این امر مخصوصاً برای عملیات بزرگ-یا گسترده صادق است. فناوری ارتباطی با اتصال کنترل‌کننده‌های میدانی به شما در هر کجا که هستید این امکان را فراهم می‌کند.

کنترل کننده های اتوماتیک آبیاری قطره ای از روش های ارتباطی مختلفی برای انتقال داده ها و دریافت دستورات استفاده می کنند. زمانی که در شهر هستید باید برنامه آبیاری را از گوشی هوشمند خود تنظیم کنید. سیستم باید هشدارهای فوری را برای رویدادهای حیاتی مانند خرابی خط اصلی یا خرابی پمپ ارسال کند.

⒈ اتصال Wi{0}}

اگر زمین‌های شما نزدیک ساختمانی با اتصال اینترنت هستند، Wi{0}}فای ساده‌ترین و ارزان‌ترین گزینه است. این برای مهدکودک ها، زمین های تحقیقاتی، یا مزارع کوچک که در آن کنترل کننده در محدوده یک روتر استاندارد قرار دارد، ایده آل است.

⒉ اتصال سلولی

تلفن همراه (GSM/4G) رایج ترین راه حل برای مزارع تجاری است. کنترلر شامل یک سیم کارت است، درست مانند یک تلفن همراه. از شبکه تلفن همراه برای اتصال به اینترنت استفاده می کند. تا زمانی که مزرعه دارای سیگنال سلولی پایدار باشد، این امکان کنترل را از هر نقطه در جهان فراهم می کند.

⒊ فناوری LoRaWAN

LoRaWAN (شبکه وسیع برد بلند) یک تغییر{0}بازی برای دورافتاده ترین مناطق کشاورزی مکزیک است. این یک فناوری رادیویی کم قدرت-و برد-بلند است. این می تواند بسته های داده کوچک (مانند قرائت سنسور و دستورات سوپاپ) را در طول چندین کیلومتر انتقال دهد.

تنها یک دروازه LoRaWAN نصب شده در یک نقطه مرتفع در مزرعه می تواند با ده ها کنترل کننده و حسگر در مناطق وسیع ارتباط برقرار کند. این حتی در زمین های تپه ای که سرویس سلولی وجود ندارد نیز کار می کند. این شکاف اتصال را برای بسیاری از تولیدکنندگان روستایی پر می کند.

 

 

Ⅶ. چگونه یک سیستم آبیاری قطره ای برای مزرعه خود طراحی کنیم؟

درک اجزا و مفاهیم اولین قدم است. بعدی استفاده از آن دانش برای طراحی و پیاده سازی یک سیستم متناسب با مزرعه شما است. اینجاست که تئوری تبدیل به عمل می شود.

مرحله 1: نقشه برداری و منطقه بندی

اولین قدمی که همیشه توصیه می کنیم ارزیابی کامل زمین است. از نقشه ها یا تصاویر ماهواره ای برای تقسیم مزرعه خود به "مناطق" آبیاری مجزا استفاده کنید. زون منطقه ای است که در یک زمان توسط یک شیر آبیاری می شود.

مناطق با ویژگی های مشابه را در یک منطقه گروه بندی کنید. عوامل کلیدی عبارتند از نوع محصول (گوجه فرنگی نیازهای متفاوتی نسبت به ذرت دارد)، نوع خاک (خاک شنی سریعتر از خاک رس تخلیه می شود)، قرار گرفتن در معرض نور خورشید (شیب های جنوبی-به آب بیشتری نیاز دارند) و توپوگرافی (مناطق کم ممکن است آب را جمع کنند). پهنه بندی مناسب پایه و اساس آبیاری دقیق است.

مرحله 2: انتخاب کامپوننت ها

با آماده شدن نقشه منطقه خود، اکنون می توانید سخت افزار مناسب برای سیستم آبیاری قطره ای خود را انتخاب کنید. هر منطقه به یک شیر برقی اختصاصی نیاز دارد. اندازه خطوط اصلی و فرعی شما بر اساس میزان جریان کل مورد نیاز برای آبیاری بزرگترین منطقه شما تعیین می شود.

انواع حسگرها را بر اساس اهداف خود انتخاب کنید. اگر در آب و هوای بارانی هستید، سنسور باران ضروری است. اگر خاک متغیر دارید، ممکن است چندین سنسور رطوبت خاک در هر منطقه لازم باشد. کنترل کننده ای که انتخاب می کنید باید خروجی ایستگاه کافی برای مدیریت تمام مناطق برنامه ریزی شده شما داشته باشد.

آیا می توانید یک سیستم آبیاری قطره ای خودکار DIY بسازید؟

تولیدکنندگان با-مقیاس کوچک‌تر یا{1}}تکنولوژی{1}}می‌توانند نمونه اولیه سیستم‌های آبیاری خودکار را به‌طور شگفت‌آوری آسان بسازند. پلت‌فرم‌های کنترل‌کننده کوچک-هزینه پایین- مانند آردوینو، راه را برای کشاورزی هوشمند DIY باز کرده‌اند.

یک سیستم DIY اولیه را می توان با چند جزء کلیدی ساخت: یک برد آردوینو ("مغز")، یک سنسور رطوبت خاک، یک ماژول رله (برای کنترل بار الکتریکی شیر) و یک شیر برقی کوچک 12 ولت.

با برنامه نویسی اولیه، می توانید به آردوینو بگویید که مقدار سنسور رطوبت را بخواند. اگر مقدار به زیر یک آستانه خاص کاهش یابد (نشان دهنده خاک خشک)، آردوینو رله را فعال می کند. این باعث باز شدن شیر برقی می شود. هنگامی که قرائت سنسور به سطح مورد نظر رسید، دریچه بسته می شود.

این راه‌اندازی ساده و کم هزینه، اصل اصلی یک سیستم مبتنی بر حسگر-حلقه بسته- را نشان می‌دهد. این یک راه عالی برای یادگیری اصول اولیه قبل از افزایش مقیاس{4}}راه حل های درجه تجاری است.

ماژولار و چند{0}}طراحی برش

یک اشتباه رایج که باید از آن اجتناب کرد، طراحی سیستمی است که خیلی سفت و سخت است. کشاورزی پویا است. ممکن است در آینده محصولات را بچرخانید، سطح زیر کشت را گسترش دهید یا طرح زمین را تغییر دهید.

سیستم خود را با مدولار بودن و مقیاس پذیری در ذهن طراحی کنید. کنترل‌کننده‌ای را انتخاب کنید که بتوان آن را با ماژول‌های ناحیه اضافی گسترش داد. خطوط اصلی خود را برای تطبیق با توسعه آینده تنظیم کنید. این تضمین می کند که سرمایه گذاری اولیه شما برای سال های آینده ارزشمند باقی می ماند.