Система контролю висіву насіння

УКРАЇНА (19) UA (11) 46183 (13) U (51) МПК (2009) A01C 7/00 G01D 5/12 G01D 9/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС видається під відповідальність власника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ВИСІВУ НАСІННЯ (13) ки для керування роботою системи контролю, ЛЦД - матричний модуль із двох рядів по 16 знакоміст для подання буквено-цифрової інформації та звуковий сигнал. Ємнісні датчики висіву являють собою металеві корпуси з паралельно розташованими чутливими елементами, установлюються на підошві нижньої частини корпуса апарата, що висіває, та розташовуються у верхній частині сошника. ПП "Руденко" випускає інформаційний пристрій "ФАКТ", призначене для отримування інформації про висів сівалками зернових культур. Пристрій має універсально-блокову конструкцію й містить монітор, сервісний блок, блоки комутації, до кожного з яких підключають по 12 датчиків у металевих корпусах. Інформація представляється рідкокристалічним індикатором 160*128пкс. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого технічного рішення є патент Російської Федерації №66145 «Система контроля высева 46183 Технічне рішення належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до устаткування сівалок, і призначено для контролю висіву насіння у польових умовах. Відомий електронний прилад для сільськогосподарської сівалки Rif-06 (www.acvarif.info), призначений для оцінки якості висіву сівалок однозернового посіву, що базується на чутливих ємнісних датчиках висіву, закріплених на нижній частині сошника сівалки. Сигнали з датчиків обробляють і виводять на монітор. Широко відома система контролю висіву "Нива-23" до сівалки СПБ-12ДО (www.sistemans.ru) розробки ТОВ "Полтавська інженерна група", що містить монітор, кабельне розведення й датчики висіву насіння. Монітор, установлений у кабіні трактора й підключений до кабельного розведення на сівалці, призначений для уведення параметрів роботи, збору й обробки сигналів від датчиків і містить електронну частину системи, чотири кноп (11) сор, що здійснює зв'язок із блоком обробки даних по каналу зв'язку CAN для колісної техніки, а швидкодіючий мікропроцесор блока обробки даних здійснює зв'язок з інтелектуальними ємнісними накладними датчиками по каналу зв'язку І2С. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що інтелектуальний ємнісний накладний датчик висіву містить контролер, що здійснює зв'язок із блоком обробки даних по каналу зв'язку І2С, вимірник ємності на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується, входи якого приєднані до металевих пластин накладного чутливого елемента, які служать обкладками вимірювального конденсатора, і який підключений до контролера за допомогою внутрішнього каналу зв'язку І2С. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що вимірювальний елемент датчика висіву виконаний у вигляді екранованого еластичного діелектричного патрубка з розрізом та хомутами, у тіло якого вплавлені металеві пластини, які служать обкладками вимірювального конденсатора. UA (21) u200906480 (22) 22.06.2009 (24) 10.12.2009 (46) 10.12.2009, Бюл.№ 23, 2009 р. (72) ШАМАНОВСЬКИЙ АНАТОЛІЙ ДМИТРОВИЧ, ШАМАНОВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ДМИТРОВИЧ, МИЛАЄНКО ДМИТРО ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) ШАМАНОВСЬКИЙ АНАТОЛІЙ ДМИТРОВИЧ (57) 1. Система контролю висіву насіння, що містить з'єднані кабельним розведенням і закріплені на сівалці та тракторі монітор з дисплеєм і блоком обробки даних, що оснащений швидкодіючим мікропроцесором і модернізованою операційною програмою, датчиками висіву та датчиком шляху, яка відрізняється тим, що система контролю висіву насіння містить також датчики рівня насіння і добрив у бункерах, датчик температури масла в гідросистемі, датчики оборотів вентилятора та дозатора, а монітор з дисплеєм виконаний у вигляді пульта оператора, основними елементами якого є графічний індикатор і швидкодіючий мікропроце U 2 (19) 1 3 семян» (МПК А01С7/00, G01D5/24, G01D9/04, публ. 2007.09.10). Запатентовано систему контролю висіву насіння, що містить з'єднані кабельним розведенням і закріплені за допомогою спеціальних кронштейнів на сівалці й тракторі датчики висіву, датчик путі, монітор з дисплеєм та блоком обробки даних, що споряджений швидкодіючим мікропроцесором і модернізованою операційною програмою. Металеві або пластмасові ємнісні накладні датчики мають ряд недоліків, наприклад, недостатню універсальність, недостатню точність й дорожнечу. Недоліком відомого технічного рішення є традиційне кабельне розведення, що з'єднує кожен датчик висіву з відповідним блоком обробки даних, що приводить до більших витрат кабельної продукції. Метою створення корисної моделі є вдосконалення системи контролю висіву насіння шляхом застосування сучасної електронної елементної бази, що дозволила модернізувати структурну схему корисної моделі для підвищення точності контролю висіву в польових умовах, зручності обслуговування сівалки, здешевлення датчиків висіву й мінімізації кабельного розведення. Поставлена мета досягається тим, що на відміну від відомих систем контролю висіву насіння у пропонованому технічному рішенні монітор з дисплеєм виконаний у вигляді пульта оператора, основними елементами якого є графічний індикатор і швидкодіючий мікропроцесор, що дозволяє здійснити зв'язок із блоком обробки даних по стандартному каналу зв'язку CAN для колісної техніки, крім того, блок обробки даних теж оснащений швидкодіючим мікропроцесором, що дозволяє, крім організації зв'язку з пультом оператора по стандартному каналу зв'язку CAN для колісної техніки, конструктивно мінімізувати кабельне розведення по інтелектуальних датчиках висіву й підвищити надійність за рахунок застосування стандартного каналу зв'язку І2С. Мінімізація кабельного розведення забезпечує значне здешевлення системи контролю висіву насіння за рахунок економії дорогої кабельної продукції. Надійність підвищується за рахунок того, що при з'єднанні датчиків висіву по колу, обрив ланцюга не приводить до втрати зв'язку. Крім датчика путі, корисна модель на відміну від прототипу містить також датчики рівня насіння і добрив у бункерах, датчик температури масла в гідросистемі, датчики оборотів вентилятора й дозатора. Точність і надійність інтелектуальних ємнісних датчиків висіву підвищена за рахунок введення в схему датчика висіву контролера, що забезпечує обмін даними по стандартному каналі зв'язку І2С, і вдосконалення виміру ємності за допомогою використання, як вимірнику ємності, інтегральної мікросхеми AD7151, що програмується. Крім того, конструкція вимірювального елемента датчика спрощена й здешевлена за рахунок виконання його корпусу у вигляді еластичного діелектричного патрубка з розрізом і хомутами, які фіксують накладний чутливий елемент на сім'япроводі. 46183 4 Таким чином, пропонована система контролю висіву насіння містить з'єднані кабельним розведенням і закріплені на сівалці й тракторі монітор із графічним індикатором як дисплей і блок обробки даних, які включають швидкодіючі мікропроцесори й модернізовані операційні програми, датчик шляху, датчики рівня насіння і добрив у бункерах, датчик температури масла в гідросистемі, датчики оборотів вентилятора й дозатора і ємнісні накладні датчики висіву. Причому, монітор з дисплеєм виконаний у вигляді пульта оператора, основними елементами якого є графічний індикатор і швидкодіючий мікропроцесор, що дозволяє здійснити зв'язок із блоком обробки даних по каналу зв'язку CAN для колісної техніки. Швидкодіючий мікропроцесор блоку обробки даних здійснює, крім того, зв'язок з інтелектуальними датчиками висіву по каналу зв'язку І2С. Інтелектуальний ємнісної накладний датчик висіву містить контролер, що здійснює зв'язок із блоком обробки даних по каналу зв'язку І2С, вимірник ємності на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується, входи якого приєднані до металевих пластин накладного чутливого елемента, які служать обкладками вимірювального конденсатора, і який підключений до контролера за допомогою внутрішнього каналу зв'язку І2С. Конструктивно чутливий елемент датчика висіву виконаний у вигляді еластичного діелектричного патрубка з розрізом і хомутами, які фіксують накладний чутливий елемент на сім'япроводі. У тіло еластичного діелектричного патрубка вплавлені металеві пластини, які служать обкладками вимірювального конденсатора. На Фіг.1 зображена функціональна схема системи контролю висіву насіння. Пульт оператора 1 системи контролю висіву насіння, що включає графічний індикатор 2 і мікропроцесор 3, установлюють у кабіні трактора. Зв'язок між ним і блоком обробки даних 4 організують по каналу зв'язку CAN 5 для колісної техніки. Основним елементом блоку обробки даних 4 є мікропроцесор 6, що збирає дані з датчика путі 7, датчиків рівня насіння 8 і добрив 9 у бункерах, датчика температури масла в гідросистемі 10, датчиків оборотів вентилятора 11 і дозатора 12 та інтелектуальних ємнісних накладних датчиків висіву 13 по каналу зв'язку І2С 14 і підготовляє їх для передачі по каналу зв'язку CAN 5. На Фіг.2 зображена функціональна схема інтелектуального ємнісного накладного датчика висіву 13, основними елементами якого є накладний чутливий елемент 15, вимірник ємності 16 на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується, контролер 17, внутрішній канал зв'язку І2С 18 і живлення харчування 19. Конструктивно накладний чутливий елемент 15 містить металеві пластини 20, які залиті еластичним діелектриком 21, і має вигляд патрубка 22 з розрізом 23 і хомутами 24, які фіксують накладний чутливий елемент 15 на сім'япроводі 25. Крім того, еластичний діелектричний патрубок 22 екранований металевою сіткою 26. На Фіг.2 накладний чутливий елемент 15 зображений у розрізі по осі одного з хомутів. 5 Система контролю висіву насіння працює в такий спосіб. У процесі сівби потік насіння, пролітаючи по сім'япроводу 25, змінює значення ємності накладного чутливого елемента 15, металеві пластини 20 якого виконують функцію обкладок конденсатора, параметри якого відслідковує вимірник ємності 16 на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується. Вимірник ємності 16 на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується, дозволяє вимірювати й коректувати базову ємність накладного чутливого елемента 15 по заздалегідь заданій програмі й з високою точністю фіксувати величину зміни базової ємності конденсатора, яким служить накладний чутливий елемент 15, залежно від кількості зерен, що пролетіли в одиницю часу. Контролер 17 обробляє інформацію, що надходить по внутрішньому каналу зв'язку І2С 18 з вимірника ємності 16 на інтегральній мікросхемі AD7151, що програмується, і забезпечує її передачу в блок обробки даних 4 по каналу зв'язку І С 14. Крім того, контролер 17 підтримує режим, що чекає, роботи каналу зв'язку І2С 14 і для кожного інтелектуального ємнісного накладного датчика висіву 13 має свою унікальну адресу, що забезпечує його ідентифікацію в системі контролю висіву насіння. Мікропроцесор 6 блоку обробки даних 4 організує опитування інтелектуальних ємнісних накладних датчиків 13 по каналу зв'язку І2С 14, і збирає інформацію з датчиків путі 7, датчиків рівня насінь 8 і добрив 9 у бункерах, датчика температури масла в гідросистемі 10, датчиків оборотів вентилятора 11 і дозатора 12, обробляє інформацію, отриману від них, формує повідомлення для пульта оператора 1 і забезпечує їхню передачу по каналу зв'язку CAN 5 для колісної техніки. Мікропроцесор 3 пульта оператора 1 обробляє отриману інформацію й управляє графічним індикатором 2, на якому у вигляді гістограми контролюють проходження 46183 6 насіння по сім'япроводах 25, а на цифрових індикаторах відображають додатково контрольовані параметри: - рівень насіння і добрив у бункерах; - напругу бортової мережі; - температуру масла в гідросистемі; - обороти вентилятора й дозатора; - швидкість руху; - пройдений путь; - засіяну площу. У випадку зміни нормального стану будь-якого контрольованого параметра на аварійне або предаварійне мікропроцесор 3 формує сигнали звукового й візуального оповіщення. Пропонована система контролю висіву насіння легко монтується й зручна в експлуатації. Конструкція накладного чутливого елемента 15 дозволяє застосовувати його без доробки на різних типах сівалок завдяки нежорсткому корпусу, розрізу 23 та кріпленню його на сім'япроводі 25 хомутами 24, тому що діаметр сім'япроводу 25 для цієї конструкції датчика висіву не є критичним параметром. Більше того, модернізувати корпус накладного чутливого елемента 15 під різні типи діаметрів сім'япроводу 25 технологічно не складно й не вимагає більших витрат у порівнянні із твердими металевими й пластмасовими корпусами, тому що основним елементом корпуса накладного чутливого елемента 15 є еластичне діелектричне лиття 21. Крім того, вартість виготовлення пропонованого ємнісного накладного датчика висіву 13 значно нижче відомих, що значно здешевлює систему контролю висіву насіння у цілому. Пропонована система контролю висіву насіння значно здешевлює монтаж і загальну вартість її за рахунок значної економії кабельної продукції в порівнянні з відомими технічними рішеннями. 7 46183 8 9 Комп’ютерна верстка О. Рябко 46183 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601