تصميم واختبار جهاز لرسم شكل سطح الأرض بعد الحراثة مباشرة باستخدام تقنية الـ IOT
حيدر فوزي الشكرجي | haider fawzi mahmood
11/10/2020 القراءات: 1553
الموجز:
خشونة سطح التربة تؤثر على نفاذية التربة وحجم احتباس الماء فيها وكذلك حجم الجريان السطحي وسرعته وتتأثر خشونة سطح التربة بنظام الحراثة وكمية الأمطار.
هنالك عدة طرق لتقدير خشونة سطح التربة كلها تعتمد بدقتها على عدد وحجم العينات المجموعة لهذا جاءت الفكرة لتصميم وبناء جهاز يثبت على المحراث يستطيع رسم شكل سطح الأرض بعد الحراثة مباشرة.
وتعتمد الفكرة على وضع مسطرة على المحراث تحوي حساسات(ultrasonic) مرتبطة بمعالج NODEMCU يقوم باستلام البيانات من المتحسسات وارسالها بواسطة ال WIFI الى سيرفرInternet of Things (IOT) لمعالجتها وإعطاء العمق الفعلي للحراثة مع رسم شكل سطح الأرض لأي جزء من التجربة
المفصل:
المقدمة:
تعرف خشونة سطح التربة بانها الاختلاف بارتفاع سطح التربة والناتج بالأساس من عمليات إدارة التربة مثل الحراثة وتعتبر من العوامل الرئيسية المؤثرة على تعرية سطح التربة.(1)
تقلل خشونة سطح التربة من سرعة التعرية المائية عن طريق التخزين المؤقت للمياه في الأجزاء الصغرى من التربة، وخفض معدل وحجم الجريان السطحي وبالتالي يقلل من فقدان التربة عن طريق التعرية.(2)
تعتمد التعرية المائية على حجم هطول الأمطار وكثافتها أضافة الى نفاذية التربة للمياه، وقدرة التخزين السطحي وطبيعة الأرض (من ناحية التضاريس والانحدار)، وبالرغم من كل ما ذكر الا ان سعة تخزين المياه في سطح التربة يعتمد بالدرجة الأساس على خشونة سطح التربة
عمليات الحراثة تزيد من خشونة سطح التربة ومع ذلك يقلل هطول الأمطار هذه الخشونة تدريجيا
الطريقة القديمة لتقدير خشونة سطح التربة باستخدام غرابيل بأحجام فتحات مختلف لحساب عدد الكتل الترابية وعزلها حسب احجامها وهي طريقة مجهدة وتعتمد دقتها على عدد العينات حيث تحتاج الى عدد كبير من العينات لزيادة دقتها(3)
هنالك الكثير من الطرق البديلة لقياس خشونة سطح التربة عن طريق رسمها مثل استخدام شريط القياس او استخدام لوحة القياس وأيضا هذه الطرق مجهدة ولو بدرجة اقل من الغرابيل
ومنذ 20 عام تزايد استخدام الماسحات الضوئية (الليزر) الدراسات المسحية على سطح التربة للحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد من التضاريس الدقيقة(4)
كذلك ظهرت في الآونة الأخيرة طرق حديثة مثل استخدام الكاميرات الرقمية عالية الدقة ويتم اخذ عدد هائل من الصور للعينة لتكوين ما يسمى (Stereophoto images) التي يمكن بعد معالجتها رقميا وحساب خشونة سطح التربة(5)
ما يعيب الطريقتين السابقتين التكلفة العالية والحاجة الى تقنيين متمرسين للحصول على نتائج عالية الدقة كذلك فأغلب الطرق السابقة تعتمد على التطبيق على عدد من العينات وغالبا لا يتجاوز حجمها المتر المربع الواحد
لذا جاءت الفكرة لتصميم وبناء جهاز ذا تكلفة بسيطة وسهل الاستخدام يثبت على المحراث يستطيع رسم شكل سطح الأرض بعد الحراثة مباشرة وعلى طول خط البحث لإيجاد العمق الفعلي وخشونة سطح التربة لأكثر من جرار ولأكثر من موقع بنفس الوقت وذلك عن طريق ارسال البيانات الى سيرفرInternet of Things (IOT) وقد أخترنا السيرفر المقدم من شركة https://thingspeak.com/ وذلك لتعاون الشركة مع الشركة الرائدة بمجال الرسم والتحليلات الهندسية الـMatlab>
خشونة سطح التربة، ٍIOT، NODEMCU،ultrasonic، sensors
يجب تسجيل الدخول للمشاركة في اثراء الموضوع