{en_GB=Conductivity Sensor for Agricultural Substrates} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O excesso de irrigação e fertilização criaram a necessidade de monitorizar os níveis de salinidade de solos agrícolas. Tendo em conta que a condutividade elétrica é um índice da concentração total de solutos numa amostra de solo, a condutividade elétrica é o método mais utilizado para medir os níveis de salinidade de solos. Assim, o objetivo deste projeto é desenvolver um sistema de medição de condutividade elétrica in situs capaz de realizar medições em substratos hidropónicos e solos minerais. Diversos métodos de medição in situs foram analisados de forma a perceber as vantagens e inconvenientes de cada um. O sistema de medidas desenvolvido baseia-se numa nova abordagem ao método de reflectometria no domínio da frequência(FDR). Este método foi escolhido principalmente pelo facto de poder ser usado para medir tanto a condutividade eléctrica aparente do solo (ECa), como o teor de água no solo. Este documento detalha o desenvolvimento de um sensor FDR para a medição da salinidade em solos agrícolas, assim como, os testes realizados para avaliar a precisão do sistema desenvolvido. O sensor foi desenvolvido utilizando uma Digilent Nexys 4 FPGA board, um módulo ADC/DAC e um circuito eléctrico externo. A FPGA foi programada para adquirir múltiplas amostras a uma frequência especifica, definida por um PC. As amostras adquiridas são posteriormente usadas para estimar a impedância complexa do solo. Adicionalmente, é apresentado neste documento um método para determinar a salinidade do solo através da impedância complexa. O sistema foi testado em impedâncias conhecidas para garantir o seu correto funcionamento., en=Over-fertilization created the necessity to monitor agricultural soils salinity levels. Considering that the electrical conductivity (EC) is a practical index of the total concentration of ionized solutes in a soil sample, EC is the most used method to measure soil salinity levels. To that effect, the aim of this project is to develop an in situs soil electrical conductivity measurement system capable of performing unattended measurements for both hydroponics substrates and mineral soils. Several in situs measurement methods were studied to understand the benefits and limitations of each. Ultimately, the developed sensor is based on a new approach to the frequency domain reflectometry method (FDR). This method was chosen due to the fact that it can be used to measure both the soil apparent electrical conductivity (ECa) and the soil water content, as both parameters are crucial to estimate soil salinity. This document details the work conducted to developed the FDR measurement system described above, as well as the tests necessary to evaluate the performance of the developed system. The system was developed using a Digilent board FPGA board, combined with an ADC/DAC board and an external circuit. The FPGA was programmed to acquire multiple measurement samples at a specific frequency set by a PC. These samples are then used to determine the soil complex impedance. Furthermore, the methods to obtain the soil salinity from the soil complex impedance are also described in this document. The system was tested in multiple impedances to ensure it performed as expected.}

Discussão: novembro 17, 2021, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Diogo Fernandes de Castro Brandão de Almeida (ist426558)

ORIENTADOR

Gonçalo Nuno Gomes Tavares

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar