Minkä tyyppisiä antureita käytetään täsmäviljelyssä?

Väestönkasvun, ilmastonmuutoksen, vähentyneiden sademäärien ja kasvavan ruoan kysynnän vuoksi maanviljelyyn kohdistuu kielteisiä vaikutuksia, mikä johtaa viljelymenetelmien muutoksiin. Siksi satojen parantamiseksi ja tarkkojen tietojen keräämiseksi on ratkaisevan tärkeää ottaa käyttöön nykyaikaisia ja täsmäviljelykäytäntöjä sekä asentaa erilaisia antureita.

Ottaen huomioon viimeisimmän tilanteen ja sen kielteiset vaikutukset normaaleihin viljelykäytäntöihin, maataloutta on harjoitettava älykkäämmin käyttämällä uutta ja huipputeknologiaa. Se on ainoa tapa tarjota ratkaisu ja vastata maailman väestön loputtomiin ja kasvaviin tarpeisiin.

Tarkkuusviljelyanturit ovat erittäin tehokkaita maataloudessa, koska ne lähettävät dataa, joka auttaa viljelijöitä paitsi seuraamaan myös parantamaan tuotteitaan ja pysymään ajan tasalla pellolla ja ekosysteemissä tapahtuvista muutoksista.

Älykkäät maatalouden anturit auttavat helposti tunnistamaan eläimet, havaitsemaan kiiman ja seuraamaan niiden terveyttä, mikä helpottaa sairaiden lehmien eristämistä ja paranemista tunnistamalla, havaitsemalla ja seuraamalla laumoja.

Älykkäiden antureiden avulla maataloudessa maanviljelijät voivat nyt tallentaa satoaan ja seurata sen tehokkuutta etänä, torjua kasvituholaisia ja ryhtyä nopeisiin toimiin suojellakseen satoaan ympäristöriskeiltä.

Mitä anturit ovat?

Anturi on laite, joka havaitsee ja reagoi tiettyihin syötteisiin, kuten valaistukseen, liikkumiseen, paineeseen, lämpöön tai kosteuteen, ja muuntaa ne esitykseksi tai signaaleiksi, jotka ihmiset voivat lukea ja käsitellä.

Niitä käytetään yleisesti erilaisissa sovelluksissa, turvajärjestelmien liikkeen havaitsemisesta LVI-järjestelmien lämpötilan mittaamiseen. Niitä käytetään myös jokapäiväisissä esineissä, kuten älypuhelimissa, autoissa ja kodinkoneissa.

Anturit toimivat havaitsemalla ympäristössä tapahtuvia fysikaalisia tai kemiallisia muutoksia ja muuntamalla ne sähköisiksi signaaleiksi. Käytetyn anturin tyyppi riippuu havaittavan muutoksen tyypistä.

Esimerkiksi lämpötila-anturi havaitsee lämpötilan muutokset ja muuntaa ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka laite, johon se on kytketty, voi tulkita.

Millaisia antureita maataloudessa käytetään?

Maataloudessa käytetään erityyppisiä antureita, jotka mahdollistavat älykkään maatalouden sisällyttämisen tarpeen.

1. Optiset anturit maataloudessa

Tämä on valon käyttöä maaperän materiaalien arviointiin ja lukemattomien valon esiintyvyyden seuraamiseen. Nämä anturit voidaan sijoittaa autoihin, satelliitteihin, droneihin tai robotteihin, mikä mahdollistaa maaperän heijastumisen ja kasvien väritietojen keräämisen ja käsittelyn.

Optisilla antureilla on myös kyky ja kapasiteetti käsitellä savea, luonnonainetta ja kosteutta maaperän ominaisuudet.

2. Sähkökemialliset anturit maaperän ravinteiden havaitsemiseen

Sähkökemialliset anturit auttavat maaperän kemiallisten tietojen keräämisessä, käsittelyssä ja kartoittamisessa. Ne on yleensä asennettu erityisesti suunniteltuihin kelkkoihin.

Ne toimittavat tarkkoja tietoja, joita maataloudessa tarvitaan. Näihin kuuluvat maaperän ravinnetasot ja pH. Maaperänäytteet lähetetään sitten… maaperän testaus laboratoriokokeet ja vakiomenetelmät suoritetaan.

Virheettömiä mittauksia, erityisesti pH-arvon määrittämisessä, saadaan käyttämällä ioniselektiivistä elektrodia. Nämä elektrodit havaitsevat tiettyjen ionien, kuten vedyn, nitraatin ja kaliumin, tavoittelun.

3. Mekaaniset maaperän anturit maatalouteen

Tämän tyyppisiä antureita käytetään maaperän puristuksen tai mekaanisen vastuksen mittaamiseen. Nämä anturit käyttävät sovellusta, joka kulkee maaperän läpi. Anturi tallentaa sitten paineasteikkojen tai voima-antureiden laskeman voiman.

Kun anturi kulkee maaperän läpi, se dokumentoi pitovoimat, jotka syntyvät maaperän leikkaamisesta, murskaamisesta ja siirtymisestä. Maaperän mekaaninen vastus tallennetaan paineyksikkönä, ja se osoittaa maaperään menemiseen tarvittavan voiman suhteen työkalun maaperään koskettaman otsapinnan kanssa.

4. Dielektriset maaperän kosteusanturit

Tämä anturi laskee maaperän kosteustasot dielektrisen vakion avulla. Tämä on sähköinen ominaisuus, joka korvaa arvon maaperän kosteuspitoisuuden mukaan.

Kosteusantureita käytetään yhdessä maatilan sademäärän mittauspisteiden kanssa. Tämä mahdollistaa maaperän kosteuden sijainnin tarkastelun, kun kasvillisuuden taso on alhainen.

5. Paikannusanturit maataloudessa

Niitä kutsutaan myös maatalouden sääasemiksi. Ne sijaitsevat eri paikoissa pelloilla. Näitä tarkkuusmaatalouden antureita käytetään minkä tahansa sijainnin lajikkeen, etäisyyden ja korkeuden määrittämiseen halutulla alueella. Tähän tarkoitukseen ne käyttävät GPS-satelliitteja.

6. Elektroniset anturit

Ne asennetaan traktoreihin ja muihin peltolaitteisiin laitteiden toiminnan tarkistamiseksi. Tiedot lähetetään matkapuhelin- ja satelliittiviestintäjärjestelmien kautta tietokoneille tai lähetetään suoraan henkilöille postitse. Vastuullinen esimies voi nyt käyttää tietoja joko toimiston tietokoneellaan tai henkilökohtaisella matkapuhelimellaan.

7. Ilmavirtausanturit

Sen mittaukset voidaan tehdä tietyissä paikoissa liikkeessä. Tällaiset anturit mittaavat maaperän ilman tunkeutumista. Odotettu tulos on paine, joka tarvitaan tietyn ilmamäärän työntämiseksi maahan tietylle syvyydelle. Maaperän ominaisuudet, kuten kosteustasot, maaperän tiivistyminen ja rakenne, tuottavat erilaisia tunnistettavia merkkejä.

8. Maatalouden anturit IoT

Esineiden internetin (IoT) yleistymisen myötä laitteiden yhdistämismahdollisuudet ovat yleistyneet käytännössä kaikilla elämämme osa-alueilla. On vain erittäin loogista, että automaatio löytää oman sovelluksensa myös maataloudessa, sillä sillä on siihen suuri vaikutus.

Tämä anturi tarjoaa reaaliaikaista tietoa pellolla tapahtuvista asioista, kuten ilman lämpötilasta, maaperän lämpötilasta eri syvyyksissä, sademäärästä, lehtien kosteudesta, klorofyllistä, tuulen nopeudesta, kastepisteen lämpötilasta, tuulen suunnasta, suhteellisen kosteudesta, auringonsäteilystä ja ilmakehän paineesta.

Tämä osoittaa, että viljelijät tietävät, milloin heidän satonsa on korjattava, kuinka paljon vettä käytetään, mikä on maaperän kunto ja onko tarvetta lisäpanokselle. Tätä mitataan ja kirjataan säännöllisin väliajoin.

Maataloudessa käytetään laajan valikoiman antureita, kuten IoT-antureita eli ratkaisuja älykkääseen viljelyyn. Tarkkuusviljelyantureiden käyttö tulee ehdottomasti mullistamaan maatalousteollisuutta lisäämällä satotuotantoa, ottamalla käyttöön tuholaisvapaita ja korkeasatoisia lajikkeita ja pysymällä kasvavan ruoan kysynnän mukana.

Suosituimmat tarkkuusviljelyanturityypit

Maailman väestön nopean kasvun seurauksena maataloustoiminnasta on tullut yhä monimutkaisempaa, kilpailukykyisempää, laajempaa ja optimoidumpaa.

Teknologian käyttö on johtanut viljelytoiminnan tuottavuuteen aiempaa, mikä on parantanut viljelijöiden satoa ja tuotteiden laatua.

Antureilla on ollut ratkaiseva rooli tässä teknologisessa kehityksessä. Seuraavaksi tutkimme älykkään maatalousteknologian keskeisiä antureita.

1. GPS-anturit

Tämä anturi yhdistetään yleensä autoteollisuuteen ja matkapuhelinviestintään. Ne ovat erittäin hyödyllisiä älykkäälle maataloudelle. Yksi muinaisten uudisasukkaiden kohtaamista merkittävistä haasteista on lampaiden paimentaminen, jossa heidän on käytettävä puisia sauvoja karjan ajamiseen.

Tämä johtuu siitä, että karjan seuraaminen on maanviljelijöille äärimmäisen tärkeää. Nykyaikaisten GPS-laitteiden ansiosta karjan seuranta ei ole enää haaste, sillä niitä voi seurata yhdellä napin painalluksella.

Maatalouden mekaanisen puolen, johon kuuluu sadonkorjuu ja siihen liittyvät viljelytekniikat, osalta GPS-antureiden käyttö on yleistynyt erittäin tarkkojen ajoneuvojen ohjausjärjestelmien kanssa.

Monissa maataloussovelluksissa, kuten pellon muokkauksessa, automaattisesti ohjautuvien järjestelmien käyttö voi parantaa peltojen reititystä, vähentää päällekkäisiä prosesseja ja lopulta lyhentää tehtävän suorittamiseen tarvittavaa aikaa.

2. Maatalouden lämpötila-anturit

Älykkään maatalouden osalta lämpötila-anturit ovat ratkaisevan tärkeitä kahdessa avainkategoriassa. Nämä kategoriat ovat ympäristön tilan valvonta ja mekaanisten laitteiden valvonta.

Esimerkiksi jääviinin korjuu tapahtuu yleensä kapealla lämpötila-alueella, kun lämpötilat laskevat ensimmäisen kerran -10 °C:n ja -12 °C:n välille sadonkorjuukauden aikana. Jääviiniteollisuus tarvitsee erittäin tarkan lämpötila- ja kosteusanturin, jotta se voi antaa tarkan ennusteen lämpötilaennusteesta.

Tämän tyyppisillä antureilla ei ole tärkeä rooli ainoastaan fyysisen tilan ympäristöolosuhteiden valvonnassa, vaan niillä on ratkaiseva rooli käytännössä kaikissa älykkäiden maatalouden omaisuuden valvontasovelluksissa.

3. Omaisuuden valvonta

Tämä on jälleen yksi älykkään maatalouden sovellus, joka hyödyntää lämpötilamittauksia arviointitehtävänä. Korjattavien kasvien havainnoinnin lisäksi lämpötila-anturit seuraavat myös kasveja kerääviä laitteita.

Aina kun laitejärjestelmä tarvitsee pientä huoltoa, toimii heikosti tai on kriittisessä vikaantumisessa, lämpötila-anturi antaa hälytyksen. Ne ovat erittäin tehokkaita käytännössä kaikessa, mikä liittyy ennakoivaan ja reaktiiviseen huoltojärjestelmään. Tämä puolestaan suojaa laitteita ylikuumenemiselta ja haitalliselta vikaantumiselta.

4. Kiihtyvyysanturi

Tämä on melko samanlaista kuin lämpötila-antureiden käyttö kunnossapidon ennustamisessa. Kiihtyvyysantureita käytetään laajasti älykkäässä maatalousteollisuudessa tarvittavan huollon ennustamiseen ja avustamiseen. Niitä käytetään enimmäkseen liikkuvissa komponenteissa ja moottoreissa.

Niiden päätavoitteena on havaita pienetkin vaihtelut liikkeessä ja tärinän epäjohdonmukaisuuksissa ja ennustaa, milloin tarvitaan vakiohuoltoa tai milloin viallinen komponentti on vaihdettava.

Vaikka tätä anturia käytetään yleensä maataloudessa ja muussa maataloudessa, kiihtyvyysantureilla on korvaamaton rooli elintärkeiden älykkäiden maatalouslaitteiden kunnossapidossa. Kiihtyvyysantureita voidaan käyttää myös erilaisissa automatisoiduissa järjestelmissä ja seurantamenetelmissä.

Esimerkiksi pienitehoinen kiihtyvyysanturi helpottaa ja nopeuttaa lannoituspalkin päässä olevan säädettävän ruiskutussuuttimen tilan seurantaa. Epäsuotuisan teknologian ansiosta autonomisten droonien käyttö älykkäässä maataloudessa on kriittisesti riippuvainen kiihtyvyysantureista ja inertiamittausyksiköistä (IMU), joilla seurataan liikettä, nopeutta, törmäyksiä ja jopa sijaintia avaruudessa.

Älykameroiden käyttö maataloudessa

Älykamerateknologia on kaukana vanhasta analogisesta anturiteknologiasta. Älykameroita on otettu yhä enemmän käyttöön erilaisissa älykkään maatalouden sovelluksissa.

Useat yritykset, kuten John Deereen kuuluva Blue River Technology, ovat ottaneet käyttöön älykamerateknologian rikkaruohojen ja muiden kasvien sijaintien havaitsemiseen.

Tämän seurauksena rikkakasvien torjunta-aineet ja lannoitteet annostellaan automaattisesti ja tarkasti. Tämä hyödyntää kemikaaleja tehokkaasti ja lisää kokonaistuottavuutta samalla vähentäen kemikaalien käyttöä.

Yksi merkittävimmistä maatalouden haasteista on tuholaistorjunta. Älykkäiden kameroiden avulla maanviljelijät voivat nyt havaita tuholaisia reaaliajassa ja seurata tehokkaasti tuholaisten torjuntatoimia vahingoittamatta välttämättä hyödyllisiä maatalouden hyönteisiä.

Älykkäät kamerat voivat myös korvata osittain perinteisiä tunnistuslaitteita, kuten ympäristön valon monitorointia, mikä mahdollistaa yksinkertaistetun järjestelmän ja komponenttien määrän vähentämisen.

Tarkkuusviljely on tiettyjen tuotantopanosten käyttöä eri määrillä taloudellisen tehokkuuden optimoimiseksi ja hävikin vähentämiseksi. Tarkkuusviljelyanturien käyttö auttaa viljelijöitä siirtymään sujuvasti pois vanhoista viljelytavoista.

GeoPard Maatalous on pilvipohjainen tehopakkaus tarkkaan datan analysointiin, luomiseen ja älykkääseen tiedusteluun. Ne ovat luotettava työkalu maataloustoimintoihin suunnittelusta toteutukseen ja käytäntöjen mukauttamiseen toimitettujen tietojen perusteella.

GeoPard on helpottanut useiden täsmäviljelyohjelmistoyritysten lanseerausta ja voi tarjota sinulle ylivoimaisen ratkaisun. Yhteenvetona voidaan todeta, että älykkään maatalouden ala kasvaa jatkuvasti, erityisesti uusien ratkaisujen myötä, joita tulee markkinoille päivittäin.

Laitteet ja välineet, jotka kokoavat anturidataa, välittävät tärkeää tietoa viljelijöille ja optimoivat lukuisia maatalouden prosesseja, ovat kriittisen tärkeitä.

Erilaisten sensorityyppien merkitystä ei voida liikaa korostaa, sillä ne auttavat vastaamaan ruoan kysyntään, suurentamaan satoja ja minimoimaan resurssien käyttöä.

Nämä erityyppiset tarkkuusviljelyanturit ovat helppokäyttöisiä ja pitkällä aikavälillä halvempia. Ne helpottavat viljelijöiden elämää ja lisäävät toimitettujen tuotteiden kokonaismäärää ja laatua. On suositeltavaa, että jokainen tilanomistaja harkitsee älykästä viljelyä.

Usein kysytyt kysymykset

1. Miksi tarvitsemme älykästä maataloutta?

Älykäs maatalous on ratkaisevan tärkeää useista syistä. Se parantaa tuottavuutta ja tehokkuutta hyödyntämällä teknologiaa ja datavetoisia ratkaisuja resurssien, kuten veden ja lannoitteiden, käytön optimoimiseksi, mikä johtaa parempaan satoon ja vähentyneeseen hävikkiin. Se mahdollistaa viljelykasvien, maaperän olosuhteiden ja säämallien tarkan seurannan, jolloin viljelijät voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä reaaliajassa ja lieventää riskejä. 

2. Mitä antureita maatalousroboteissa on?

Maatalousrobotit on varustettu useilla antureilla tehtäviensä tehokkaan suorittamisen varmistamiseksi. Näihin antureihin kuuluvat näköanturit sadon ja esineiden tunnistamiseen, GPS- ja navigointianturit tarkkaan paikannukseen, ympäristöanturit lämpötilan, kosteuden ja maaperän olosuhteiden mittaamiseen sekä lähestymisanturit esteiden havaitsemiseen.

Näitä antureita hyödyntämällä maatalousrobotit voivat itsenäisesti navigoida pelloilla, seurata satoja ja suorittaa tehtäviä, kuten istutusta, ruiskutusta ja sadonkorjuuta, tarkasti ja täsmällisesti. 

3. Mitkä ovat maatalousantureiden rajoitukset?

Maatalousantureilla on tiettyjä rajoituksia, jotka on otettava huomioon. Ensinnäkin antureiden tarkkuus ja luotettavuus voivat vaihdella, mikä voi johtaa mittausvirheisiin tai epäjohdonmukaisuuksiin. Toiseksi, jotkut anturit saattavat vaatia usein toistuvaa kalibrointia tai huoltoa optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi.

Kolmanneksi, anturit eivät välttämättä havaitse tiettyjä ympäristötekijöitä tai -vaihteluita tarkasti, mikä rajoittaa niiden kykyä tarjota kattavia tietoja.