Les capteurs capacitifs d'humidité du sol sont de plus en plus importants dans l'agriculture moderne.
Le monde est sous pression pour nourrir une population mondiale croissante. En tirant parti d'outils d'agriculture de précision tels que les capteurs capacitifs d'humidité du sol, les cultivateurs peuvent désormais optimiser leur production tout en réduisant l'impact sur l'environnement afin de garantir un avenir sain - pour les gens et la planète.
Les bons outils font toute la différence.
Les capteurs d'humidité du sol sont des outils importants qui aident les cultivateurs à optimiser les pratiques d'irrigation, à préserver les ressources en eau et à maintenir des rendements agricoles rentables. Ils permettent de savoir ce qui se passe dans le champ pour une meilleure utilisation des terres, du temps et des ressources précieuses.
Parmi les différents types de capteurs d'humidité du sol disponibles sur le marché, les capteurs capacitifs d'humidité du sol sont l'une des options les plus utilisées et les plus fiables. Découvre les applications, les avantages, les inconvénients et les facteurs à prendre en compte avant d'investir.
Comment fonctionnent les capteurs capacitifs d'humidité du sol ?
Comprendre la teneur en eau volumétrique (VWC)
Pour comprendre le fonctionnement de ces appareils, nous devons d'abord comprendre ce qu'ils mesurent. Prenons donc un peu de recul et examinons l'humidité du sol - plus précisément la teneur en eau volumétrique (VWC).
Le CMV est une mesure de la quantité d'eau présente dans un volume de sol, exprimée en pourcentage du volume. Par exemple, si 1m³ se compose de 0,15m³ d'air, 0,35m³ d'eau et 0,50m³ de minéraux du sol, le CMV sera de 35%.
Le CMV est un paramètre fondamental en science du sol et en hydrologie, car il joue un rôle essentiel dans la détermination des propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol et du mouvement de l'eau dans le profil du sol. La mesure du CMV est importante pour toute une série d'applications, notamment l'agriculture, la sylviculture, les sciences de l'environnement et le génie civil. Elle peut être mesurée à l'aide de différentes techniques, l'une des plus efficaces étant les capteurs capacitifs.
La science derrière les capteurs d'humidité du sol capacitifs
Pour mesurer le VWC, ces capteurs tirent parti de la polarité de l'eau. La polarité de l'eau fait référence à la séparation des charges électriques dans une molécule d'eau. Une molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, et les électrons de la molécule ne sont pas répartis uniformément. L'atome d'oxygène a une électronégativité plus élevée que les atomes d'hydrogène, ce qui signifie qu'il attire plus fortement les électrons partagés. Il en résulte une charge négative partielle sur l'atome d'oxygène et une charge positive partielle sur les atomes d'hydrogène.
En raison de cette répartition inégale des charges, les molécules d'eau sont polaires, c'est-à-dire qu'elles ont une extrémité positive (les atomes d'hydrogène) et une extrémité négative (l'atome d'oxygène).
Lorsqu'un champ électromagnétique est appliqué au sol, les molécules d'eau qu'il contient deviennent sensibles à cette polarité. Cela signifie que lorsque la polarité du champ est modifiée, les molécules d'eau changent d'orientation en réponse. En introduisant un champ électromagnétique à l'aide d'un capteur de teneur en eau, il devient possible de détecter et de mesurer l'impact de l'eau sur le champ. Si le sol contient plus d'eau, l'effet sur le champ sera plus important, ce qui permet de mesurer indirectement la teneur en eau du sol.
Les capteurs de capacité utilisent deux sondes (l'une avec une charge positive et l'autre avec une charge négative) pour former un champ électromagnétique comme mentionné ci-dessus. Cela leur permet de mesurer la capacité de stockage de charges du matériau situé entre les sondes (le sol), qui peut ensuite être reliée à la quantité d'eau dans le sol qui est mesurée.
En résumé, la science qui sous-tend les capteurs d'humidité du sol à capacitance est basée sur la capacité du sol à stocker des charges électriques, et les capteurs sont conçus pour mesurer le changement de capacitance entre deux plaques conductrices dans le sol en fonction de la teneur en eau du sol.
Pourquoi utiliser des capteurs capacitifs d'humidité du sol ?
Le VWC du sol est un facteur important de la productivité agricole. Il est utilisé pour déterminer la quantité et le moment de l'irrigation nécessaires pour maintenir des conditions optimales d'humidité du sol pour les cultures. Une irrigation excessive peut entraîner un engorgement du sol, le lessivage des nutriments et l'érosion du sol, tandis qu'une irrigation insuffisante peut entraîner une baisse du rendement et de la qualité des cultures.
En utilisant ces appareils, il est possible de collecter un flux constant de données sur le sol au fil du temps, ce qui constitue un outil puissant pour mieux comprendre le comportement du sol et est particulièrement précieux pour prendre des décisions fondées sur des faits dans le cadre de l'agriculture de précision.
Cinq facteurs à prendre en compte lors du choix d'un capteur capacitif d'humidité du sol
Il est essentiel de choisir le bon capteur capacitif d'humidité du sol pour garantir des mesures précises et fiables de la teneur en eau du sol. Voici quelques-uns des facteurs à prendre en compte lors du choix d'un capteur capacitif d'humidité du sol :
- Précision : La précision du capteur est un élément important à prendre en compte, en particulier pour les applications telles que l'irrigation de précision, où de petites variations de la teneur en eau peuvent avoir un impact important sur la croissance des plantes. Recherche des capteurs ayant une grande précision et une faible erreur de mesure.
- Durabilité : Les capteurs capacitifs d'humidité du sol sont souvent installés dans des environnements extérieurs difficiles et exposés à des conditions météorologiques extrêmes. Recherche des capteurs qui sont robustes et durables et qui peuvent résister à l'exposition à l'humidité, à la chaleur et au froid.
- Installation et entretien : Les exigences d'installation et d'entretien du capteur doivent être prises en compte, car elles peuvent affecter la précision et la fiabilité des relevés. Certains capteurs nécessitent un étalonnage fréquent, tandis que d'autres s'étalonnent automatiquement. La méthode d'installation, la profondeur et l'espacement des capteurs doivent également être pris en compte.
- Sortie du capteur : La sortie du capteur peut varier d'un modèle à l'autre, et il est essentiel de tenir compte du type de sortie et de la compatibilité avec les enregistreurs de données et autres équipements. Certains capteurs fournissent des sorties analogiques ou numériques, tandis que d'autres transmettent les données sans fil.
- Coût : Le coût du capteur est un élément important à prendre en compte, surtout pour les installations à grande échelle. Cherche des capteurs qui offrent un bon rapport qualité-prix et qui sont abordables à long terme.
Présentation de la solution de Farm21
Développé au cours des 4 dernières années, le FS21 est le capteur le plus récent et le plus avancé de Farm21 à ce jour. Un appareil sans entretien, abordable et facile à installer qui rend possible les déploiements massifs, pour une densité de données ultime. Les appareils sont conçus, construits, calibrés et assemblés aux Pays-Bas.
Passe à l'action
Traite, pulvérise et irrigue les cultures avec des capteurs en place
Longue durée de vie
Recharge la batterie avec l'USB-C et dure une année complète sur une seule charge
Mesure
Mesures juste sous le couvert végétal pour le climat réel de la culture
Connectivité
IoT à bande étroite,
Connectivité LTE-M & 2G pour un déploiement facile
Abordable
5 à 10 fois plus abordable que tout autre appareil concurrent
Intégration de l'API
Au lieu d'utiliser notre plateforme, intègre la tienne grâce à l'API.
Installation facile
Calibré en usine, fait en 30 secondes
Conception modulaire
Nos capteurs prennent en charge
d'autres modules ou des capteurs tiers
Pourquoi choisir le FS21 ?
Le capteur capacitif d'humidité du sol FS21 est un outil puissant pour les agriculteurs, les chercheurs et les autres professionnels de l'agriculture qui ont besoin de surveiller les niveaux d'humidité du sol de manière précise et fiable. Sa facilité d'installation, ses faibles besoins de maintenance et sa conception robuste en font un choix populaire pour les applications dans les secteurs de l'agriculture et de la recherche.
| Principaux avantages | Farm21 | Concurrents |
| Données collectées à partir de nos capteurs propriétaires à faible coût, du repérage, des satellites, de la météo et des champs. | ✅ | Source de données unique |
| Configure your own alerts | ✅ | ❎ |
| web et application mobile | ✅ | Il faut installer une autre application |
| Utilisateurs illimités et gratuits | ✅ | Pas de possibilité de partager les données ou de payer un supplément |
| Application de repérage et images satellites gratuites | ✅ | ❎ |
| Interface facile à utiliser | ✅ | ❎ |
| Assistance téléphonique, mail et chat inclus | ✅ | Paie un supplément |
| API pour intégrer ta propre plateforme | ✅ | Axé sur le matériel |
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Cas d'utilisation et applications des capteurs capacitifs d'humidité du sol de Farm21
Agriculture
L'un des principaux avantages de l'utilisation de capteurs d'humidité du sol dans l'agriculture est l'optimisation du régime d'irrigation ou d'arrosage. Il y a une myriade d'avantages à donner aux cultures la bonne quantité d'eau au bon moment :
- Augmentation du rendement des cultures : Une irrigation correcte peut augmenter le rendement des cultures en garantissant que les plantes disposent de suffisamment d'eau pour favoriser leur croissance et leur développement. En optimisant les pratiques d'irrigation, les cultivateurs peuvent produire plus de nourriture avec moins d'eau, ce qui rend l'agriculture plus durable et plus efficace.
- Amélioration de la qualité des récoltes : Le stress hydrique peut affecter la qualité des récoltes, ce qui se traduit par des produits plus petits, moins nutritifs ou de moindre qualité. En fournissant aux cultures une quantité d'eau suffisante, les agriculteurs peuvent améliorer la qualité de leurs récoltes et augmenter leur valeur marchande.
- Conservation de l'eau : Une irrigation correcte peut aider à conserver l'eau en minimisant les pertes d'eau par ruissellement, évaporation ou percolation en profondeur. En utilisant l'eau plus efficacement, les cultivateurs peuvent réduire leur consommation d'eau et minimiser l'impact de l'agriculture sur les ressources en eau.
- Conservation des sols : L'irrigation peut aider à maintenir le niveau d'humidité du sol et à prévenir l'érosion du sol, ce qui peut améliorer la santé et la productivité du sol. En conservant les ressources du sol, les agriculteurs peuvent produire durablement des cultures et maintenir la santé de leurs terres à long terme.
- Réduction des coûts : L'optimisation des pratiques d'irrigation peut réduire les coûts associés à l'utilisation de l'eau, tels que l'énergie, la main d'œuvre et l'approvisionnement en eau. En minimisant le gaspillage de l'eau et en améliorant l'efficacité de l'irrigation, les agriculteurs peuvent économiser de l'argent et améliorer leur rentabilité.
En surveillant le niveau d'humidité du sol, les cultivateurs peuvent éviter de trop arroser ou de ne pas assez arroser leurs cultures, ce qui peut entraîner un gaspillage d'eau, l'érosion du sol et une baisse de la productivité des cultures. Le capteur capacitif d'humidité du sol peut également être utilisé pour programmer l'irrigation en fonction des besoins réels des cultures, ce qui permet de réduire la consommation d'eau et de promouvoir des pratiques agricoles durables. Par exemple, la mesure précise de l'humidité du sol est importante pour la culture des pommes de terre, car elle peut avoir un impact considérable sur la croissance et le rendement des cultures.
Recherche
Des relevés cohérents du VWC peuvent permettre aux chercheurs de mieux comprendre la dynamique de l'humidité du sol et la façon dont elle affecte la croissance et le développement des cultures. Cela peut améliorer la précision des résultats de recherche et aider les chercheurs à développer des solutions plus efficaces pour relever les défis agricoles.
Par exemple , La compagnie des algues produit un biostimulant appelé TopHealth Plants - Un mélange d'algues liquide, facile à pulvériser, qui stimule la croissance, la force et le système immunitaire des plantes. Les extraits d'algues sont riches en substances super absorbantes. Ils agissent comme des "micro-gelées" qui retiennent l'eau dans le sol pendant une période plus longue. Cela permet une croissance plus robuste des racines dans les premières phases du développement de la plante, ce qui permet aux racines de retenir et d'absorber plus de nutriments et d'eau, établissant ainsi un cycle vertueux pour la santé de la plante et du sol.
L'augmentation de la capacité de rétention d'eau du sol est cruciale pour maintenir la sécurité alimentaire dans le contexte du changement climatique. Ils ont utilisé les capteurs du Farm21 pour déterminer la différence de pourcentage d'humidité du sol entre les traits de contrôle, et les traits traités avec le THP mesurés avec une variété de cultures.
Conclusion
Pour conclure, les capteurs capacitifs d'humidité du sol ont révolutionné la façon dont nous surveillons et gérons les niveaux d'humidité du sol. En fournissant des données précises et en temps réel sur la teneur en eau du sol, ces capteurs ont permis aux agriculteurs, aux chercheurs et aux autres parties prenantes d'optimiser les pratiques d'irrigation, de réduire le gaspillage de l'eau et d'améliorer le rendement et la durabilité des cultures.
Alors que la demande en matière d'agriculture durable continue de croître, l'importance de données précises et fiables sur l'humidité du sol ne fera qu'augmenter. Les capteurs capacitifs d'humidité du sol représentent un outil clé dans la quête d'une agriculture durable et efficace, car ils fournissent des informations précieuses sur la dynamique de l'humidité du sol et aident les agriculteurs et les chercheurs à prendre des décisions éclairées sur les pratiques de gestion des cultures.
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