Toward soil smart sensing in v4.0 agriculture: a new original single-shape design for a capacitive moisture and salinity sensor - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Access content directly
Journal Articles Sensors Year : 2020

Toward soil smart sensing in v4.0 agriculture: a new original single-shape design for a capacitive moisture and salinity sensor

Vers un capteur du sol intelligent pour une agriculture 4.0 : un nouveau facteur de forme original pour un capteur capacitif d’humidité et de salinité

Abstract

To rationalise the amount of water needed to irrigate cultivated fields, modern agriculture imposes the need for better knowledge of the soil moisture content. In this context, since current technological solutions do not correspond to criteria of cost or use, this paper presents a design for a new original capacitive bi-functional sensor to measure soil moisture and salinity. In this paper, we outline all the stages of the design, from simulation to finished elements of the optimal design to deployment in the fields, taking into consideration the constraints of mechanical integration necessary for its industrialisation. Measurement electronics have been developed on the basis of an electric model of the sensor in order to obtain double measurement. Then, an on-site (field lot) measurement program was carried out to validate the good performance of the system in real time. Finally, this performance was matched with that of leading industrial sensors on the market. This work clearly demonstrates that, after deployment of the sensors, the overall system makes it possible to obtain a precise image of the hydric condition of cultivated soil, with the best response time.
Pour réduire les apports d'eau nécessaires pour irriguer les cultures, l'agriculture moderne impose le besoin de mieux connaître l'humidité du sol.Dans ce contexte, les solutions technologiques existantes ne correspondent pas aux critères de coût ou d'utilisation, cet article présente un design pour un nouveau et original capteur bi-fonction capacitif pour mesurer l'humidité du sol ainsi que la salinité. Dans ce papier, nous mettons en avant toutes les étapes du design, de la simulation aux éléments finis du design optimal au déploiement dans les champs, en prenant en compte les contraintes mécaniques nécessaires pour son industrialisation. L'électronique de mesure a été conçu à partir du modèle électrique du capteur dans le but d'obtenir une double mesure. Puis, une campagne de tests sur site (champs cultivés) a été effectuée pour valider les bonnes performances du système en temps réel. Pour finir, ces performances sont comparés avec les leadeurs industriels du marché.Ce travail montre clairement, que après déploiement des capteurs, le système global rend possible l'obtention précise de l'image de l'état hydrique des sols cultivés, avec le meilleur temps de réponse.
Fichier principal
Vignette du fichier
Roux et al - MDPI Sensors.pdf (1.32 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)
Loading...

Dates and versions

hal-01925577 , version 1 (16-11-2018)

Identifiers

Cite

Christophe Escriba, Julien Roux, Eli Gabriel Aviña Bravo, Jean-Yves Fourniols, M Contardo, et al.. Toward soil smart sensing in v4.0 agriculture: a new original single-shape design for a capacitive moisture and salinity sensor. Sensors, 2020, 20 (23), pp.6867. ⟨10.3390/s20236867⟩. ⟨hal-01925577⟩
130 View
25 Download

Altmetric

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More