ハッカデイ賞 2022: 作物の水分ストレスを測定するための赤外線温度計の使用

北半球のどこかに住んでいる人は、この夏に発生した多くの熱波のいずれかを経験したことがあるでしょう。 極端な暑さは人間や動物にとって危険ですが、重要な作物を含む植物も被害を受けます。 高温は蒸散と蒸発の増加につながり、これによって失われた水分が十分に早く補充されないと、植物は成長を停止し、最終的には枯れてしまいます。

作物が利用できる水の量を追跡するために、[Florian Ellsäßer] は作物水ストレス センサーを構築しました。これは、植物が健康を維持するために利用できる十分な水分があるかどうかをチェックする装置です。 これは、葉の温度を測定して蒸発レベルを計算することによって行われます。 葉が周囲よりも温度が低い場合、これは葉から水が蒸発しており、植物には明らかに十分な水があることを意味します。 葉の温度が周囲温度に近い場合は、植物の水が不足している可能性があります。

[Florian] のシステムは、赤外線アレイを使用してこの測定を実行します。これは基本的に、視野内のあらゆるものの温度を遠隔測定する低解像度のサーマル カメラです。 この IR アレイは畑に向けられており、葉と葉の間の地面の両方が表示されます。 これら 2 つの温度の差を使用して、植物の水分量を示す標準化された尺度である作物水ストレス指数 (CWSI) を計算できます。 結果はディスプレイに表示されるほか、問題の作物に水やりが必要かどうかを示す便利な赤、黄、緑のステータス LED を使用して表示されます。

このシステムは太陽光発電で完全に遠隔操作でき、そのデータは WiFi インターフェース経由で読み出すことができます。 [Florian] は、範囲を拡大できるように LoRa インターフェイスを使用して設計を更新することを計画しています。最終的な目標は、農業地帯全体にこれらのセンサーの大規模なネットワークを構築し、結合されたデータを使用して特定の地域の水不足に対する意識を高めることです。 興味のある人なら誰でもセンサーを簡単に構築できるように、すべての設計ファイルがプロジェクト ページから入手できます。

作物の保湿は農業の重要なタスクの 1 つであり、シンプルだが効果的な ESP8266 ベースの水分センサーから完全な水耕栽培システムに至るまで、これを最適化および自動化することを目的としたいくつかのプロジェクトを見てきました。