Otomatik Kontrollü Yeni Nesil Çekilir Tip Bir Tarla Pülverizatörü

Ulusal gelirinin %25’i tarım sektöründen karşılanan ülkemizde tarımsal mücadelede modern tarım makinalarının kullanımı da son derece önemlidir. Fonksiyonel makinelerin etkin kullanılması için iyi tasarlanmış kontrol sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu vesile ile ülkemizde ve yurt dışında araç teknolojisi üzerine hizmet veren COBO TÜRK firması ile Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi bir araya gelerek Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığının SANTEZ projeleri kapsamında optimum ilaçlama işlemlerinde kullanılmak üzere yeni nesil bir tam otomatik kontrollü bir pülverizatör geliştirilmiştir.

Geliştirilen sistem çekilir tip bir pülverizatör olup kullanıcı sadece dokunmatik operatör paneline ilaç karışım miktarlarını ve dekar başına atılması gereken bilgi haricinde hiçbir işlemle uğraşmasına gerek kalmamaktadır. Geleneksel pülverizatörlerden farklı olarak Ar-Ge niteliği taşıyan aşağıdaki sistemlerle donatılmış tamamen elektronik kontrollü yeni bir ürün ortaya çıkartılmıştır.

1. Geliştirilen sisteme araç teknolojisinde standart olarak kullanılan CAN-BUS haberleşme altyapısı kullanılarak açı, araç hızı, rüzgar hızı ve ultrasonik mesafe algılayıcıları gibi tüm algılayıcılar yerleştirilmiş ve fonksiyonel hale getirilmiştir.

2. Reçete bilgilerine göre karışım oranının hesaplayan karışım kontrolü PID kontrolörle yapılmıştır.

3. Araç hızına bağımlı olarak dekar başına karşılık gelen ilaçlama miktarını ayarlayan debi kontrolü PID kontrolör ile gerçekleştirilmektedir.

4. Bom dengeleme ve engellerden sakınma kontrolü eklenmiştir.

5. Karışım tankı seviye kontrolü PID ile gerçekleştirilmiştir.

6. Tüm sistemi kontrol algoritmaları 16 bit gelişmiş çift çekirdekli mikrodenetleyici kartı kullanılarak ve haberleşme yazılımları Structured Text (ST) dili kullanılarak VT3 platformunda geliştirilmiştir.

7. İlaç karışımları için 3 adet kimyasal tank sistemi tamamen yerli imkanlar kullanılarak ucuz maliyetli şekilde otomatik kontrol sistemi geliştirilmiştir.

8. Aracın süpürdüğü alan ve araç hızı birleştirilerek atması gereken ilaç miktarının kontrolü gerçekleştirilmiştir.

9. Sistemde debi kontrolü için hidrolik motor kullanı Otomatik Kontrollü Yeni Nesil Çekilir Tip Bir Tarla Pülverizatörü Birol ARICAN Genel Müdür BTG MAKİNA - COBOTURK Doç. Dr. Mahit GÜNEŞ Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği U HİDROLİK PNÖMATİK DÜNYASI | MartNisan’14 51 52 HİDROLİK PNÖMATİK DÜNYASI | MartNisan’14 larak enerji ihtiyacı traktörden alınabilmektedir. Yine hidrolik güç kullanılarak 25 metreye kadar uzatılabilir bom sisteminin mekanik hareketleri kontrol edilebilmektedir.

Sistemin genel blok diyagramı

Sistemdeki kimyasal ilaç-temiz su karışımı, Karışım tankı seviyesi ve debi mikrodenetleyicide geliştirilen PID kontrolör kullanılarak kontrol edilmektedir. Ayrıca bom sistemine takılan ultrasonik algılayıcılarla hidrolik basınç kullanılarak engellerde korunabilmektedir. Açı algılayıcıları yardımıyla da dengeleme yapılmaktadır. Kullanılan tüm algılayıcılar CAN haberleşme sistemine entegre edilmiştir.

Karışım Oranı ve Seviye

Kontrolü Karışım oranları operatör paneli üzerinden girilmekte olup gerekli olan kimyasal miktar enjeksiyon pompalarından, temiz su miktarı ise santrifüj pompasından karşılanmaktadır. Üç adet kimyasal depo mevcut olup karışımın kütlesel debisi:

Karışımın debisi:

Kontrol sisteminde temel amaç dekar başına ilaçlanacak ilaç miktarının ayarlanması ve rüzgar hızına göre basınç kontrolünün yapılması sonucu debi kontrolüdür. Debideki değişimler karışım tankının seviyesini değiştireceği için, karışım tankındaki seviyenin stabil olma zorunluluğu vardır.

Karışım oranı sabit bir katsayı olup temiz su ile ilaç karışımından oluşmaktadır. Dolayısıyla, Qilaç=KmQsu şeklinde yazılabilir ve denklem 16 tekrar düzenlenirse:

Sonuç olarak bir tank içerisindeki su seviyesi değişimi

• Karışım oran

• Boşalma Katsayısı

• Çıkış Valfi çapı (m)

• Yer çekimi sabiti

• Kimyasal karışımın yoğunluğu su ile aynı kabul edilirse denklem:

Elektronik Kontrollü Pülverizatörün Tank sistemini doğrusal olarak kontrol etmek için tanktaki sıvının normal çalışma seviyesinde durgun bir noktadaki çok küçük değişiklikleri göz önünde bulundurarak bu denklemi doğrusal hale getirebiliriz. Burada çalışma seviyesi yani sabittir. ise akışkan yüksekliğinin çok küçük değişimleridir. Dolayısı ile doğrusal hale getirilmiş yeni denklem:

Sistem kazancına R dersek:

Lineer haline gelen denklemin her iki tarafının Laplace dönüşümü alınıp transfer fonksiyonu yazılırsa birinci mertebeden gecikmeli sistem (First Order plus Delay Time-FOPDT) halini alır ve kolayca kontrolü gerçekleştirilebilir.

Araç haberleşmesi üzerine hizmet veren BTG MAKİNA - COBOTURK firması ve Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi tarafından prototip olarak üretilen pülverizatörün gelen ihtiyaçlar doğrultusunda geliştirilerek seri üretimine geçilmesi planlanmaktadır.

. . .

İçerik sadece atıfta bulunularak yayınlanabilir: Hidrolik Pnömatik Dünyası. Editöryal görüş, yazarın görüşüne aykırı olabilir.