Development of an eletronic multi-sensor for measuring the humidity, temperature and electric conductivity of the soil

Resumo: A utilização de sensores é indispensável para a coleta de dados na Agricultura de Precisão, pois possibilita um estudo mais aprofundado e preciso do solo. A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um multi-sensor (MS) para realizar a medida do valor da condutividade elétrica do solo usando um dispositivo composto por quatro hastes paralelas tipo ?Wenner array?, e aproveitando a sua geometria de fabricação, realizar a medida da umidade volumétrica do solo por intermédio de um método indireto, que usa a variação da condutividade térmica do solo em função da quantidade de água nele presente. Foi também desenvolvido um sistema de medida e aquisição de dados que permite a caracterização e a calibração de sensores de umidade através de um programa em LabView e uma placa de aquisição de dados, desenvolvida a partir de uma célula de carga. Os resultados obtidos mostram que o medidor de quatro pontas tipo ?Wenner array? é uma ferramenta útil e precisa para medida da condutividade elétrica do solo e a técnica de medir as variações da temperatura no solo causadas por pulsos de calor fornece dados úteis para estimar, com precisão necessária para usos agrícolas, a umidade do solo. Palavras-chave: Sensores, agricultura de precisão, condutividade elétrica do solo, condutividade térmica do solo, umidade do soloAbstract: The implementation of precision agriculture techniques requires the use of sensors which can measure the characteristics of the soil. In this work it was designed and fabricated a multi-sensor probe, capable of measuring the electrical conductivity, the volumetric humidity, and the temperature of the soil, using a four probes device. The electrical conductivity of the soil is measured using the conventionalWenner array method, where a self-calibration circuit was designed to avoid the usually necessary initial calibration of the Wenner array. The volumetric humidity is obtained by an indirect measurement, where the thermal conductivity of the soil is evaluated by applying heat pulses in one probe of the sensor, and measuring the resulting temperature increase in an adjacent probe. It was also developed an automatic measurement and data acquisition system that allows the characterization and calibration of the sensors. The obtained results show that the Wenner array is an useful tool for measuring the electric conductivity of the soil, and that the evaluation of the thermal conductivity of the soil using heat pulses and measuring the variation of temperature can accurately determine the humidity of the soil. Keywords: Sensors, precision agriculture, electrical conductivity, thermal conductivity, soil moistur