مشروع المزرعة الذكية وحماية المحاصيل

سياق المشروع والإشكالية المطروحة

يواجه القطاع الفلاحي تحديات كبرى تتمثل في ندرة المياه، وهدر الموارد بسبب طرق الري التقليدية، بالإضافة إلى الخسائر المادية الناتجة عن إتلاف المحاصيل من طرف الطيور والحيوانات الدخيلة. يأتي مشروع “المزرعة الذكية” كنموذج مصغر يحاكي “مزرعة المستقبل”، حيث يقدم حلاً تكنولوجياً متكاملاً يعتمد على إنترنت الأشياء والأنظمة المدمجة لترشيد استهلاك المياه وحماية المحاصيل بشكل أوتوماتيكي ومستدام.

المكونات التقنية والتصميم الهندسي

لتحقيق استقلالية تامة للمزرعة، تم تجهيز المجسم بمجموعة من الحساسات والأنظمة المترابطة:

• وحدة التحكم المركزية: بطاقة الأردوينو التي تعمل كعقل مدبر يجمع البيانات ويتخذ القرارات.
• نظام الري المستدام: خزان لتجميع مياه الأمطار متصل بمضخة مياه صغيرة، مع حساس لقياس نسبة رطوبة التربة.
• نظام الحماية المحيطية (السياج الذكي): سياج مجهز بحساسات اللمس أو دائرة كهربائية مغلقة ترصد أي محاولة اختراق مادي من طرف الحيوانات.
• نظام طرد الطيور: مستشعر صوتي حساس للترددات العالية (كأصوات الطيور)، متصل بجهاز إنذار صوتي يعمل كفزاعة إلكترونية.

الإنجاز وطريقة العمل (المنهجية)

يعمل النظام وفق ثلاث آليات ذكية ومستقلة:

• ترشيد استهلاك المياه (الري الذكي): يقوم حساس التربة بقياس نسبة الرطوبة باستمرار. لا يتم تفعيل مضخة المياه إلا إذا استشعر النظام جفافاً حقيقياً في التربة، حيث يستخدم المياه المخزنة من الأمطار، ويتوقف آلياً فور وصول التربة لدرجة الارتواء المطلوبة.
• الفزاعة الإلكترونية: يظل حساس الصوت في وضع الاستماع. عند رصد أصوات تجمع الطيور بالقرب من المحاصيل، يقوم النظام فوراً بإطلاق إنذار صوتي مزعج لثوانٍ معدودة لطردهم دون إيذائهم.
• سياج الأمان التفاعلي: عند ملامسة أي حيوان للسياج المحيط بالمزرعة، تغلق الدائرة الكهربائية مما يؤدي إلى إطلاق إنذار تنبيهي يحمي المحاصيل من التلف.

الارتباط بأهداف التنمية المستدامة

يساهم هذا المشروع في تحقيق أهداف التنمية المستدامة، وتحديداً:

• القضاء التام على الجوع: عبر تشجيع ممارسات زراعية مستدامة وذكية تحافظ على المحاصيل.
• المياه النظيفة والنظافة الصحية: من خلال استغلال مياه الأمطار والحد من هدر المياه الجوفية بفضل الري الموجه.

فريق العمل وتوزيع المهام

تم إنجاز هذا المشروع بتعاون بين أعضاء النادي لضمان عمل الأنظمة الزراعية والأمنية بتوافق تام:

• هندسة الري والزراعة المستدامة: تكفل بها التلميذ محمد أمين زكاغ، حيث ركز على برمجة حساس رطوبة التربة وربطه بمضخة المياه، وتطوير خوارزمية الري التلقائي الذي يعتمد على مخزون مياه الأمطار.
• هندسة أنظمة الحماية والاستشعار: تكفل بها التلميذ داود، واهتم ببرمجة حساس الصوت والسياج الذكي لضمان استجابة سريعة للإنذارات لحماية المحاصيل من الحيوانات والطيور.