Кожну зернину!

Огляд систем моніторингу картування врожайності провідних світових виробників, представлених на ринку україни

автор Іван Бойко

Точне землеробство — це складний комплекс різноманітних елементів, котрі стосуються практично усіх польових операцій під час вирощування сільгоспкультур. У багатьох господарствах використовують технології, спрямовані на досягнення конкретної мети. Так, широкої популярності в Україні набуло картування врожайності, себто визначення точних результатів врожайності та вологості зерна на різних полях, сортах і гібридах культур, а також ділянках полів. Завдяки цьому агровиробники мають змогу отримати детальну інформацію щодо показників врожайності на тих чи інших площах, і відповідно, зробити певні висновки на наступний сезон, зокрема вдосконалити технологію вирощування чи, навпаки, мінімізувати капіталовкладення. Для цього використовують спеціальні системи моніторингу врожайності під час збирання врожаю, котрі інтегруються у зернозбиральні комбайни. «Очима» таких систем стають чутливі датчики, котрі передають інформацію на комп’ютер, а також на будь-які зручні для аграріїв пристрої, зокрема на віддалі.

Датчики врожайності дають змогу отримати точну картину щодо зон родючості поля

Іноді вибір оптимальної системи моніторингу врожайності перетворюється на складне завдання для керівника господарства, оскільки на ринку України представлено цілу низку відомих світових виробників, кожен з яких пропонує власні технічні рішення. З іншого боку, обирати доведеться поміж хорошим і дуже хорошим, тому ми не вбачаємо тут особливої проблеми й, відповідно, пропонуємо ознайомитися з технологіями моніторингу врожайності провідних світових брендів. Для контролю врожайності використовують зазвичай два типи датчиків: механічні та оптичні, і найбільш поширеними є якраз останні. Оптичні датчики вимірювання потоку зерна закріплюють за допомогою кронштейнів на зерновому транспортері. Застосування оптичних датчиків показує точніший результат у порівнянні з ваговими пластинами, проте їх не можна застосовувати для ківшевих транспортерів. Найчастіше похибка датчиків вимірювання врожайності не перевищує 5%. У разі регулярного правильного калібрування датчиків за обсягом чи вагою матеріалу похибка вимірювання може бути знижена до 1%. Під час роботи системи враховують потрібну затримку за часом на переміщення збираної маси від жатки до зернового елеватора. На ринку наявні системи, котрі передбачають автоматичне або ручне калібрування датчиків. Найзручнішим є перший тип, хоча є певні нюанси. Зазвичай, калібрування за повного навантаження на комбайн рекомендують здійснювати двічі впродовж робочої зміни. Його параметри залежать від низки чинників: умов збирання, типу збираної маси, положення жатки тощо.

Для контролю врожайності використовують зазвичай два типи датчиків: механічні та оптичні

TRIMBLE

Розпочнімо із системи моніторингу врожайності Trimble HARVEST, розрахованої водночас як на визначення врожайності культури, так і вологості зерна. Принцип її роботи полягає у тому, що GPS-трекер у реальному часі прив’язує показники датчика врожайності до електронної карти, яка містить дані з усіх комбайнів, обладнаних таким програмним забезпеченням. Безпосередньо за вимірювання врожайності відповідає оптичний датчик, розташований на транспортері, по якому до бункера надходить очищене зерно. Принцип обчислення обсягу зерна ґрунтується на тривалості перекриття лопатками транспортера світлового променя: чим вищим буде шар зерна на транспортері, тим на довший час перекриватиметься промінь світла. При цьому обладнання Trimble дає змогу подивитися карти, записи врожайності та дані вологості в режимі реального часу, здійснивши в разі потреби необхідні корективи. Також можна порівняти продуктивність різних сортів насіння на всій території.

Монітор дає змогу подивитися карти, записи врожайності та дані вологості в режимі реального часу

Обладнання компанії Trimble може бути інтегроване у вже наявне оснащення комбайну (встановлене із заводу), а також є можливість підібрати повноцінний комплект для з/з комбайнів, які не підготовлені для систем моніторингу врожайності та картографування. Дисплеї компанії Trimble є багатозадачними й крім побудови інтерактивної карти врожаю можуть паралельно бути активними в режимі автоводіння. Таке поєднання дає змогу оператору максимально сконцентруватися на технологічному процесі збирання врожаю та не відволікатися на інші, менш важливі процеси.

AG LEADER

Провідний американський виробник обладнання для точного землеробства почав свою історію саме із системи картування (моніторингу) врожайності у 1992 році. Президент компанії Ел Майерс впродовж п’яти років до цього розробляв її на фермі батька в Іллінойсі. У 1992 році першу модель, Yield Monitor 2000, було представлено на ринку і започатковано компанію. До речі, Ел не мав доволі грошей для початку виробництва й використав усі кошти з кредитних карток, котрі зміг повернути тільки через декілька років. Цей прилад назавжди змінив наше уявлення про землеробство і дав потужний поштовх технології диференційного внесення. Нині компоненти картування врожайності від Ag Leader можна спостерігати на комбайнах провідних виробників, таких як John Deere, Case, New Holland і AGCO, котрі встановлюються на конвеєрі.

Дисплеї крім побудови інтерактивної карти врожаю можуть паралельно бути активними в режимі автоводіння
Пробовідбірник зерна з датчиком вологи й температури

 

Основні компоненти системи — це потоковий датчик врожайності (тензодатчик), встановлений на вершині елеватора чистого зерна та EMS (elevator mounting system) — пробовідбірник зерна з датчиком вологи й температури, що дає змогу моніторити й зберігати вологість зерна в режимі онлайн із прив’язкою до координат. Ця система дає змогу отримати найкращу точність на ринку. Похибка не перевищує 1–3%, залежно від стану комбайну. Відмінною особливістю системи є необхідність лише однієї калібровки на кожну культуру лише один раз на рік.

Всі дані відображаються та зберігаються на дисплеях InCommand, котрі можуть передавати їх онлайн на хмарний сервіс AgFiniti для подальшого аналізу чи оброблення. Окрім цього, два роки тому Ag Leader представив технологію CartAce, яка дає змогу трактору з бункером-перевантажувачем під’їхати під вигружний шнек комбайна й повторювати траєкторію комбайна без ризику втрати зерна та зіткнення з комбайном.

PRECISION PLANTING

Систему моніторингу врожайності YieldSense зорієнтовано на поглиблене використання отриманих даних. Управління роботою YieldSense здійснюється за допомогою монітора 20/20. Спільно з технологією FieldView вони забезпечують засоби для оптимізації продукції та прийняття рішень. Можливість встановлення датчика потоку зерна саме в потрібному місці забезпечує високу точність вимірювання за будь-якої врожайності. Лопатки вдосконаленої конструкції подають зерно через датчик безперервним і рівномірним потоком. YieldSense налаштовується швидко та інтуїтивно, даючи змогу легко переглядати і надавати доступ до отриманих даних з будь-якого місця. При цьому система контролю врожайності від Precision Planting не потребує частих налаштувань і зберігає точність картографування.

Зерновий елеватор
Датчик врожайності, встановлений на комбайні
Обладнання компанії Precision Planting може бути інтегроване у вже наявне оснащення комбайну

Пристрій для калібрування датчика врожайності зберігає його налаштування, навіть в разі переходу до збирання іншого гібрида або сорту культури, на ділянки поля з іншою вологістю чи на наступне поле. Фактично одне просте калібрування на кожну культуру на сезон — це все, що треба, щоб розпочати роботу. Головним елементом в одноразовому калібруванні є калібрувальний ківш. Внаслідок переміщення додаткової кількості зерна через датчик за кожен оберт ланцюга він дає змогу системі YieldSense отримати точні значення врожайності незалежно від характеристик зерна і вмісту вологи.

TOPCON

Із суто японською ретельністю компанія Topcon пропонує багаторівневу систему моніторингу врожайності YieldTrakk. За її допомогою агровиробники отримують точні дані про вологість і масу зібраного врожаю, а також продуктивність збирання. «Очима» системи моніторингу YieldTrakk є три основні сенсори: датчик вологості, датчик висоти підіймання жатки та, звісно ж, пара оптичних датчиків для визначення висоти потоку зерна на транспортері. Цікаво, що датчик висоти жатки потрібен для відключення системи обліку на холостому ходу чи на розворот. Таким чином досягається підвищена точність вимірювання. Передовий монітор Х35 для обліку зібраного зерна розташовано в кабіні комбайна, а інтерфейс для зручності користування налаштовується за бажанням кожного оператора комбайна.

Всі дані відображаються та зберігаються на дисплеях
Контролер ECU YieldTrackk
Супутниковий приймач SGR-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координатну прив’язку даних моніторингу виконує GNSS приймач TOPCON SGR-1, який встановлено на даху комбайна. Приймання сигналу від видимих супутників ГЛОНАСС робить позиціонування стабільнішим навіть при відкритому бункері.

Контролер ECU YM-1 оброблення даних із датчиків і захист при нахилі комбайна монтують на корпусі машини, під облицюванням.

Пару оптичних датчиків (приймання-передавання) монтують на корпусі елеватора, а датчик вологості встановлюють у похилому завантажувальному шнеку бункера. У разі потреби також встановлюють уже згадуваний датчик висоти підіймання жатки.

Стаття з журналу Intelligent Farming №3, липень 2021

У разі передруку посилання на iFarming обов’язкове. 

Ваші відгуки, пропозиції та зауваження приймаємо на пошту редакції: rost.panichev@ifarming.com.ua