Interpretasi mendalam tentang sensor pertanian cerdas dan aplikasinya.

Pertanian cerdas, juga dikenal sebagai pertanian presisi, memungkinkan petani untuk memaksimalkan hasil panen dengan menggunakan sumber daya minimal, seperti air, pupuk, dan benih. Dengan memasang sensor dan memetakan lahan mereka, petani dapat mulai memahami tanaman mereka pada tingkat mikro, menghemat sumber daya, dan mengurangi dampak mereka terhadap lingkungan. Sejarah pertanian cerdas dimulai pada tahun 1980-an, ketika kemampuan Sistem Pemosisian Global (GPS) tersedia. Setelah petani mampu memetakan tanaman mereka secara akurat, mereka dapat memantau dan mengaplikasikan pupuk serta melakukan penyiangan hanya di tempat yang dibutuhkan.

Pada tahun 1990-an, para pengguna awal pertanian presisi menggunakan pemantauan hasil panen untuk menghasilkan rekomendasi pemupukan dan koreksi pH. Dengan kemampuan untuk mengukur lebih banyak variabel dan memasukkannya ke dalam model tanaman, rekomendasi untuk aplikasi pupuk, penyiraman, dan bahkan waktu panen puncak menjadi jauh lebih akurat.

1. Sensor pertanian

Banyak teknologi sensor digunakan dalam pertanian presisi, dan data yang mereka berikan dapat membantu petani memantau dan mengoptimalkan tanaman mereka untuk beradaptasi dengan perubahan faktor lingkungan, termasuk.

Sensor posisi menggunakan sinyal dari satelit GPS untuk menentukan garis lintang, garis bujur, dan ketinggian dalam satuan kaki. Metode triangulasi membutuhkan setidaknya tiga satelit. Penentuan posisi yang tepat adalah landasan pertanian presisi.

Sensor optik menggunakan cahaya untuk mengukur sifat-sifat tanah. Sensor ini mengukur reflektansi cahaya pada frekuensi yang berbeda dalam spektrum cahaya inframerah dekat, inframerah tengah, dan terpolarisasi, dan dapat ditempatkan pada kendaraan seperti drone atau bahkan satelit, atau pada platform ketinggian tinggi untuk mengukur tanah di bawahnya. Data reflektansi tanah dan warna tanaman hanyalah dua dari variabel yang dapat dikumpulkan dan diproses oleh sensor optik. Sensor optik telah dikembangkan untuk menentukan kandungan lempung, bahan organik, dan kelembapan tanah. Vishay, misalnya, menawarkan ratusan fotodetektor dan fotodioda, komponen dasar dari sensor optik.

Sensor elektrokimia memberikan informasi penting yang dibutuhkan untuk pertanian presisi: pH dan kadar nutrisi tanah. Elektroda sensor bekerja dengan mendeteksi ion spesifik dalam tanah. Saat ini, sensor yang dipasang pada "skate" yang dirancang khusus membantu mengumpulkan, memproses, dan memetakan data kimia tanah.

Sensor mekanis mengukur pemadatan tanah atau "resistensi mekanis". Sensor ini menggunakan probe untuk menembus tanah dan merekam resistensi melalui sel beban atau pengukur regangan. Bentuk teknologi serupa digunakan pada traktor besar untuk memprediksi kebutuhan traksi peralatan pengolahan tanah. Tensimeter seperti Honeywell FSG15N1A mendeteksi gaya yang digunakan oleh sistem akar selama penyerapan air, yang berguna untuk intervensi irigasi.

Sensor kelembaban tanah dielektrik menilai kandungan kelembaban dengan mengukur konstanta dielektrik (sifat listrik yang bervariasi dengan jumlah kelembaban) di dalam tanah.

Sensor aliran udara mengukur permeabilitas tanah. Pengukuran dapat dilakukan di satu lokasi atau secara dinamis selama pergerakan. Keluaran yang dibutuhkan adalah tekanan yang diperlukan untuk mendorong sejumlah udara tertentu ke dalam tanah pada kedalaman tertentu. Berbagai jenis sifat tanah, termasuk pemadatan, struktur, jenis tanah, dan kelembapan, menghasilkan karakteristik pengenal yang unik.

Stasiun cuaca pertanian adalah unit mandiri yang ditempatkan di berbagai lokasi di seluruh lahan pertanian. Stasiun-stasiun ini berisi sensor yang sesuai dengan tanaman dan iklim setempat. Suhu udara, suhu tanah pada kedalaman yang berbeda, curah hujan, kelembapan daun, klorofil, kecepatan angin, suhu titik embun, arah angin, kelembapan relatif, radiasi matahari, dan tekanan atmosfer diukur dan dicatat pada interval yang telah ditentukan. Data ini dikompilasi dan dikirim secara nirkabel pada interval yang diprogram ke pencatat data pusat. Portabilitas dan harganya yang semakin menurun membuat stasiun cuaca menarik bagi pertanian dari semua ukuran.

2. Data keluaran sensor dalam pertanian presisi

Teknologi sensor menyediakan data yang dapat ditindaklanjuti, diproses, dan diimplementasikan sesuai kebutuhan untuk mengoptimalkan hasil panen sekaligus meminimalkan dampak lingkungan. Berikut beberapa cara pertanian presisi memanfaatkan data ini.

Sistem pemantauan hasil panen dipasang pada mesin pemanen tanaman, seperti mesin pemanen gabungan dan mesin pemanen jagung. Sistem ini dapat memberikan informasi tentang peningkatan berat tanaman dengan mengukur, mencatat waktu, jarak, atau lokasi GPS hingga akurasi 30 cm.

Pemetaan hasil panen menggunakan data koordinat spasial dari sensor GPS yang dipasang pada peralatan panen. Data pemantauan hasil panen digabungkan dengan koordinat untuk membuat peta hasil panen.

Alat aplikasi pupuk variabel mengontrol pupuk granular, cair, dan gas menggunakan peta hasil panen dan survei optik kesehatan tanaman (yang dapat ditentukan berdasarkan warna). Pengontrol variabel dapat dikendalikan secara manual atau otomatis menggunakan komputer internal yang dipandu oleh lokasi GPS aktual.

Pemetaan gulma saat ini menggunakan penerima GPS.