Tarla pülverizatörleri için PIC kontrollü aktif bir Bum dengeleme sisteminin gelistirilmesi

Bu çalısmada, tarla pülverizatörü bumlarını aktif olarak tarla yüzeyine paralel tutulmalarını sağlayacak elektrohidrolik kontrollü bir ayar düzeninin gelistirilmesi ve modellenmesine yönelik bir mekatronik sistem gelistirilmistir. Sistemin mekanik, hidrolik ve elektronik aksamları, bilgisayar ortamında tasarlanıp simülasyonları gerçeklestirilmistir. Gelistirilen sistemin denemeleri için tarla pülverizatörü esas alınarak, her birinin uzunluğu 5 m olan mafsallı olarak yataklandırılmıs iki kanatlı (sağ ve sol) buma sahip prototip bir dengeleme sistemi tasarlanmıs ve imal edilmistir. Bumların uç kısımlarına yerlestirilmis olan ultrasonik mesafe ölçüm sensörlerinden gelen yükseklik verilerine bağlı olarak bumların elektro-hidrolik yükseklik kontrolü gerçeklestirilmistir. Gelistirilen prototip dengeleme sisteminin denemeleri hem tarla hem de laboratuarda gerçeklestirilmistir. Tarla denemelerinde üç farklı zemin (anızlı, tırmıkla islenmis, yoncalı), üç farklı hız (3.5 km h-1, 4.5 km $h^ {-1}$, 6.0 km $h^ {-1}$) ve üç farklı yükseklik ayar değeri (60 cm, 80 cm, 100 cm) kullanılmıstır. Denemelerden elde edilen verilerin analizi sonucunda sistemin tarla kosulları ve hız farklılıklarından etkilendiği belirlenmistir. Sistem tarafından ölçülen bum yükseklikleri ile girilen ayar değerleri arasındaki en düsük ortalama farklılıklar anızlı ve tırmıklı tarla kosullarında 6 km $h^ {-1}$ ve yoncalı tarlada ise 3.5 km $h^ {-1}$ lik hızlarda yapılan çalısmalarda elde edilmistir. Sistem iki bumu ayrı ayrı kumanda etmesine rağmen aynı karakteristik özellikleri göstermistir. Gelistirilen sistem deneme yapılan test kosullarında girilen ayar değeri farklılıklarını algılamıs ve bumları ayrı ayrı istenilen ayar yüksekliklerinde aktif olarak dengede tutmustur.

Developing of PIC controlled active boom suspension system for field sprayer

In this work, a PIC controlled adjustment system was developed and modeled to keep the field sprayer booms parallel to the field ground during field operations. The mechatronic system is composed of mechanic, hydraulic, electronic and programming parts. The mechanic, hydraulic, and electronic parts of the system were designed and simulated by using computer software programs. To test the system, a field sprayer was considered as a basic oscillatory working agricultural machine to which it is very important to keep the sprayer boom parallel to the ground. A special prototype sprayer boom with two sections (left and right) each with a 5 m width was designed and manufactured. The boom sections on the sprayer were controlled using an electro-hydraulic system. The control of the boom height was based on two ultrasonic height measurement sensors mounted at the end of boom sections. The field experiments were conducted at three different fields (stubble field, harrowed field, clover field), three different speeds (3.5 km $h^ {-1}$, 4.5 km $h^ {-1}$, 6.0 km $h^ {-1}$) and three different heights (60 cm, 80 cm, 100 cm). The results of the experiments indicated that the system was affected by the field conditions and speed variations. The minimum differences between the measured boom heights and the entered set values were observed when the system was operated at 6 km $h^ {-1}$ on stubble and harrowed field and 3.5 km $h^ {-1}$ on clover field. Under the test conditions used for the experiments in this study, the developed system controlled the two boom sections separately at the desired heights. Although the system controlled the boom sections separately, control of both sections showed similar characteristics. The developed system, under the test conditions, kept the booms at desired heights dynamically during the field operations.

___

  • Blitz J (1971). Ultrasonics Methods and Applications. Van Nostrand Reınhold Company, New York
  • Çilingir İ & İ H Çelen (1995). Tarla pülverizatörlerinde bum stabilitesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 4 (1-2):157-167
  • Deprez K, J Anthonis & H Ramon (2003). System for vertical boom corrections on hilly fields. Journal of Sound and Vibration 266: 613-624
  • Hedden O K (1961). Spray drop sizes and size distribution in pesticide sprays. Transsactions of ASAE 4(2): 158-159
  • Jeon H Y, Womac A R & Gunn J (2004). Sprayer Boom Instrumentation For Field Use. American Society of Agricultural Engineers 47(3): 659-666
  • Kepner R A, Bainer R & Barger EL (1972). Principles of Farm Machinery. The Avi Publishing Company, Second Edition, Connecticut
  • Koc C (2008). Salınımlı Çalısan Tarım Makinalarında Zemine Paralellik Sağlayan Ayar Düzeninin Gelistirilmesi ve Modellenmesi. Doktora tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamıs), Ankara
  • Lida M & Burks TF (2002). Ultrasonic Sensor Development for Automatic Steering Control of Orchard Tractor. Proc. Automation Technology for Off-Road Equipment, Chicago, Illinois. pp 221-229
  • Özdamar K (1999). SPSS ile Biyoistatistik. 3. Baskı, Kaan Kitabevi, Eskisehir
  • Pochi D & D Vannucci (2001). Labaratory Evaluation Of Linear And Angular Potentiometers For Measuring Spray Boom Movements. Journal of Agricultural Engineering Research 80(2): 153-161
  • Vatandas M, Koc A B & Koc C (2007). Ultrasonic velocity measurements in ethanol water and methanol water mixtures. European Food Research and Technology 225: 525–532