REVOLUTIONIZING
THE WAY WE KEEP OUR
AGRICULTURE HEALTHY.

summary of Soilcares

De Soilcares Foundation, verbonden aan de Wageningen Universiteit, vroeg Scope Design de lead te nemen in de ontwikkeling van een bodemscanner. Hiermee kunnen agrariërs snel inzicht krijgen in de bodemgesteldheid om vervolgens de beplanting en bemesting daarop af te stemmen. Scope Design ontwikkelde zowel de complexe techniek in de scanner als de robuuste, stof- en waterdichte behuizing. Het leverde enthousiasme van de opdrachtgever en gebruikers op en een Reddot Best of the Best voor de techniek en het design.

design brief

Scope Design nam de lead in de te ontwikkelen bodemscanner. Met deze bodemscanner kunnen agrariërs snel inzicht krijgen in de bodemgesteldheid om vervolgens de beplanting en bemesting daarop af te stemmen. Eén van de uitdagingen bij deze opdracht was de warmteontwikkeling in een gesloten behuizing van de scanner, die ook in extreem warme omstandigheden van ontwikkelingslanden wordt gebruikt.

the approach of the project

Scope verzorgde voor de Soilcares Foundation zowel de projectleiding als de centrale projectcommunicatie tussen internationale componentleveranciers, elektronicaontwikkelaars, detail engineers en het ontwerpteam. In de ontwikkeling van de Soilscanner, een elektronisch product, vormde de geheel stof- en waterdichte (IP65) behuizing, een eerste belangrijke specificatie, omdat de scanner gebruikt wordt op het land in warme, stoffige omstandigheden, in natte rijstvelden of een modderige omgeving.

Het maken van een stofdicht product is ook van belang voor het verkrijgen van juiste uitslagen van metingen. Verstoringen van de analyses door het meten van stofdeeltjes moeten voorkomen worden.

Bij de start van het project is daarom gekozen voor een randvoorwaarde in de vormgeving waarmee werd gewerkt. Door met cirkelvormige afdichtingen te ontwerpen, neemt de afhankelijkheid van klem- of sluitkracht af en ontstaat meer controle op een goede stof- en waterdichtheid. Hiermee beperken we de risico’s in de engineering en bereiken we een bedrijfszekere functionaliteit.

In de definitieve versie van de bodemscanner steken aan de onderkant van de scanner sensoren uit voor het meten van de bodemvochtigheid en de temperatuur. Het ontwerp is hiervoor ge-update met een gelijke waterdichtheid én een elektrische isolatie voor de vochtigheidsmeting.

ingenious heat management

De compleet dichte behuizing van de scanner bevat een lichtbron, die tijdens een grond-analyse kortstondig extreme warmte produceert. Wanneer de scanner gebruikt wordt in landen waar de buitentemperatuur fors kan oplopen, vormt dit een extra uitdaging wat de warmteregulatie betreft. Daarom zijn de acht componenten waaruit de lichtbron bestaat geplaatst in een aluminium behuizing, die doorloopt tot en met het handvat aan toe. Het totale oppervlak vormt een “ademoppervlak” voor de noodzakelijke warmteafgifte. Het houten handvat in de handgreep voorkomt dat het vastpakken van de scanner oncomfortabel wordt. Tegelijk versterkt het gebruik van metaal in de behuizing de robuuste uitstraling van dit product; Een mooi voorbeeld van onze geïntegreerde benadering voor ontwerp en functie.

New cost-efficient light source

Daarnaast hebben we een geheel nieuwe en zeer kostenefficiënte lichtbron ontworpen, die samen met de optisch mechanische sensor het hart van de scanner vormt. Met verschillende soorten infrarood lampjes heeft Scope drie of vier versies van een nieuwe lichtbron ontworpen en hiervan functionele prototypes gemaakt. De prototypes zijn door de wetenschappers binnen het projectteam (verbonden aan Universiteit Wageningen) getest, om de juiste uitvoering van de lichtbron te bepalen. Het resultaat was technisch zo vernieuwend dat Soilcares het heeft kunnen patenteren.

Gedurende de ontwikkeling is steeds gezocht naar manieren om het gebruik van de scanner zo eenvoudig mogelijk maken, zodat de analyse makkelijk uitgevoerd kan worden. Door bepaalde functies naar de app te verplaatsen kon op de scanner één knop volstaan, die maakt de scanner ‘Easy to Use’.

First Test series in Kenya

Scope heeft tijdens de ontwikkeling van de scanner twee functionele testseries gemaakt om de werking en het gebruik van de scanner op locatie te kunnen testen in Kenia. In het eerste functionele model waren een bestaande sensor en lichtbron verwerkt. Hiermee zijn in Kenia vooral het gehele systeem en de context van de scanner getest, zoals het versturen van informatie, de rekenmodules, de app e.d. 

Het tweede werkende testmodel werkte op basis van Arduino en bevatte de nieuwe, door Scope ontworpen en veel goedkoper te produceren lichtbron. Dit model diende er vooral toe om de warmtehuishouding, de benodigde robuustheid en andere ontwerp-aannames, zoals de constructie met de metalen behuizing en het opladen te testen. In het eindproduct is de elektronica definitief en werden optimalisaties uitgevoerd op de rekenmodules, de embedded software en de app.

Het uitvoerig testen in Kenia (en later ook op andere plekken in de wereld) leverde waardevolle feedback en interessante verbeterpunten op zoals bijvoorbeeld de ergonomische verbetering van de hoek van de handgreep. Een intuïtief passende grip voor het scannen van grond, bleek op locatie een andere dan op dat moment in het model ontworpen was.

THE DESIGN RESULT

Het, op locatie, bij toekomstige eindgebruikers testen van de functionele modellen heeft ervoor gezorgd dat een zeer goed passend eindproduct kon worden opgeleverd. Een complexe uitdaging gezien de vele nieuwe componenten en functionaliteiten en de zeer uitdagende omstandigheden waarin de scanner gebruikt wordt.

Het leverde enthousiasme van de opdrachtgever en gebruikers op en een Reddot Best of the Best voor de techniek en het design.

Do you want to be inspired by us? Follow our latest news and keep updated about our work? Subscribe to our Newsletter!