طراحي،ساخت، و واسنجي ابزاري غير‎تماسيبراي تخمين تراكم محصول با استفاده از پرتوليزر

Design, construction and evaluation of a non-contact tool for estimating crop density by laser beam

تراكم محصولو اندازه‎گيري آنيكي از فاكتورهاي مهم در كشاورزي دقيق بوده و از مهم‎ترين عواملي است كه بر عملكرد دستگاه‌هاي برداشت نظير كمباين و دروگر تاثير مي‎گذارد. هدف اين تحقيق طراحي، ساخت،وواسنجي ابزاري غيرتماسي براي تخمين تراكم گياهاني نظيرگندم،جو، و يونجه است. در اين مطالعه فرستنده‎هاي ليزر، گيرنده‎هايLDR ، وميكروكنترلرAVR به ‎عنوان واحدثبت و پردازش داده‎ها، به‎‎كارگرفت هشد. براي انجام آزمايش‎ها از ساقه‎هاي يونجه و جو كه به‎ صورت كاملاً تصادفي در سطحي يونوليتي قرار مي‎گرفتند، استفاده شد. پرتو عبوري از ميان محصول به ‎وسيله گيرنده‎هايLDRدريافت و با استفاده از مبدل آنالوگ به ديجيتال داده‎ها در حافظه ميكروكنترلر ذخيره و بر روي نمايشگر نمايش داده شد. ازمجموع ولتاژخروجي گيرنده‎هايLDRبه‎منزلهشاخصي براي تخمين تراكم استفاده شد. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه بين تعداد ساقه‎هاي حد‎فاصل فرستنده‎ها و گيرنده‎‎‎‎‎ها و مجموع ولتاژ خروجي گيرنده‎ها رابطهخطي (0.93 < R2 < 0.98) براييونجهو(R2~0.9) براي جو وجود دارد. همچنين مشاهده شدكه نور محيط عامل تاثيرگذار بر ميزان ولتاژ دريافتي حسگرها وعملكرد ابزار است كه براي حذف اين اثر، گيرنده‎ها در محافظ آلومينيومي قرار گرفتند. اين روش پتانسيل تخمين تراكم محصول در حال حركت براي استفاده در كشاورزي دقيق را دارد.

Cropdensity measurement is one ofthe most important factors in precision farming and affect on the performance of harvesting machines such as combine and mower.So the purposes of this study are to design, build and calibrate of an inexpensive and non-contact instrument that can estimate crop density for crops such as wheat, barley and alfalfa stems. The sensing unit is consisted oflaser transmitters, LDR receivers and AVR microcontroller used as register and data processing unit. Experiments were done on Polystyrene plates for alfalfa and barley stems. The LDR receivers receive the reminder of the laser light which passes through the crop stems and with using analog to digital converter in the microcontroller data was stored on internal memory of micro and displayed on the display. Total LDRs voltage was used as an indicator of density estimating. This voltage is proportional to the density of the crop stems and the results of the voltage measurements show a correlation of 0.93 to 0.98 percent between the voltage and the value of alfalfa density and R2 = 0.9 for barley. Ambient light was a factor that affecting the amount of voltage and to eliminate this effect, receivers were placed in a protective aluminum box. This method has the potential of estimating on the go measurement of various crop densities.