Еле­к­троніка на сівал­ках

Розробкою та виготовленням обладнання для контролю й управління роботою сівалок займається низка відомих і маловідомих виробників. Кожен із них у свої розробки включає певні індивідуальні функції, способи їхньої реалізації, шляхи отримання даних, проте мета залишається однаковою: забезпечення оптимальних характеристик розподілення зерна площею та глибиною загортання.

С. Люб­чен­ко, заввідділом,
УкрНДІПВТ ім. Л. По­горіло­го

Вимоги до висівання
Однією з особ­ли­во важ­ли­вих опе­рацій у тех­но­логіях рос­лин­ництва є сівба. Якісний рівень її ви­ко­нан­ня за­без­пе­чує ви­ко­ри­с­тан­ня по­тенціалу грун­ту та рос­лин і впли­ває на ве­ли­чи­ну май­бут­нь­о­го вро­жаю. То­му до сівби як до тех­но­логічно­го про­це­су ви­су­ва­ють декілька ос­нов­них ви­мог:
   висів за­да­ної кількості насіння на оди­ни­цю площі по­ля;
  рівномірне розміщен­ня насіння пло­щею по­ля;
  рівномірне за­гор­тан­ня насіння на вста­нов­ле­ну гли­би­ну.
Не­ви­ко­нан­ня цих ви­мог ве­де до втрат уро­жаю.

Недоліки під час висівання
На­ве­де­мо найістотніші за впли­вом на вро­жай не­доліки, до­пу­щені під час про­ве­ден­ня сівби.
Просіви — пло­ща по­ля, яка у ре­зуль­таті по­ру­шен­ня висіву за­ли­ши­ла­ся не­засіяною. Ви­ни­ка­ють во­ни че­рез збій про­це­су висіван­ня од­ним або кілько­ма висівни­ми апа­ра­та­ми чи всією сівал­кою під час ру­ху. При­чи­на­ми просівів мо­жуть бу­ти ме­ханічні по­лом­ки, не­пра­виль­не ре­гу­лю­ван­ня, відсутність насіння у бун­кері або пе­ре­шко­ди з йо­го над­хо­д­жен­ням до висівних апа­ратів, за­бит­тя сош­ни­ка.
Про­пу­с­ки — не­ста­ча однієї або декількох насінин на їхньо­му роз­ра­хун­ко­во­му місці. Ви­ни­ка­ють за не­пра­виль­но­го ре­гу­лю­ван­ня, нерівномірності роз­міру насіння, ча­ст­ко­во­го за­би­ван­ня ко­мі­рок висівних апа­ратів, засміче­ності насіння, не­до­стат­нь­о­го ва­ку­у­му, про­ков­зу­ван­ня привідно­го ко­ле­са.
Двійни­ки — дві і більше насінин, роз­та­шо­ва­них у без­по­се­редній близь­кості од­на до од­ної або на відстані, яка істот­но відрізняється від роз­ра­хун­ко­вої. У та­ко­му разі кож­на рос­ли­на «двійни­ка» затіняє од­на од­ну, вик­ли­ка­ю­чи кон­ку­ренцію за еле­мен­ти жив­лен­ня та во­ло­гу.
Усу­нен­ня та­ких не­доліків по­тре­бує до­дат­ко­вих фінан­со­вих і ма­теріаль­них ви­т­рат та при­зво­дить до не­до­бо­ру вро­жаю, то­му вирішен­ня про­блем їхньо­го змен­шен­ня, а в по­даль­шо­му — і по­вно­го уник­нен­ня завжди бу­ло ак­ту­аль­ним пи­тан­ням у сільсько­го­с­по­дарсь­ко­му ви­роб­ництві.
Хто ж вони, сучасні «сівачі»?
Од­ним із пер­ших, хто кон­тро­лю­вав якість сівби, був сам сівач, про­те роз­ви­ток еле­к­троніки обу­мо­вив роз­роб­ку та ос­на­щен­ня сільсько­го­с­по­дарсь­ких ма­шин си­с­те­ма­ми кон­тро­лю за тех­но­логічним про­це­сом, які на по­чат­ко­вих ета­пах ви­ко­ну­ва­ли ли­ше функції інфор­му­ван­ня опе­ра­то­ра про на­явні відхи­лен­ня чи відмо­ви у ро­боті ма­шин.
«Піоне­ра­ми» у вітчиз­ня­них си­с­те­мах кон­тро­лю, що знай­ш­ли за­сто­су­ван­ня у сільсько­го­с­по­дарсь­ко­му ви­роб­ництві, бу­ли універ­сальні си­с­те­ми кон­тро­лю насіння — УСК-12 (фо­то 1), які за­сто­со­ву­ва­ли на сівал­ках із висіван­ня бу­ряків та ку­ку­руд­зи. Си­с­те­ма кон­тро­лю ком­плек­ту­ва­лась оп­тич­ни­ми дат­чи­ка­ми, дже­­ре­лом світла для яких слу­гує фо­то­еле­мент (фо­то 2), які відо­б­ра­жа­ли, пра­цює чи не пра­цює висівна секція. Ро­бо­та си­с­те­ми кон­тро­лю ба­зу­ва­лась на пе­ре­ри­ванні світло­во­го по­то­ку насіни­ною, у ре­зуль­таті чо­го фо­то­еле­мент ви­роб­ляв еле­к­т­рич­ний струм, а під час пе­ре­бу­ван­ня насіни­ни між дже­ре­лом світла та фо­то­еле­мен­том струм не ут­во­рю­вав­ся. Та­ким чи­ном за відповідної ро­бо­ти висівно­го апа­ра­ту ви­роб­ля­лись еле­к­т­ричні імпуль­си, які свідчи­ли про ви­сі­ван­­ня насіння. І на­впа­ки — не­над­хо­д­же­н­ня та­ких імпульсів (постійний сиг­нал) свідчив про те, що насіння з пев­них при­чин не висівається.
 На­ступ­ним зна­ко­вим кро­ком у роз­вит­ку вітчиз­ня­них си­с­тем кон­тро­лю висіву бу­ла по­ява си­с­те­ми «Ни­ва 23» та зго­дом су­часнішо­го її варіан­та — за­со­бу на­­дан­ня інфор­мації про пе­ребіг про­це­су «Факт» ви­роб­ництва ПП «Ру­ден­ко», Пол­та­ва. Ро­бо­та та­кої си­с­те­ми ба­зу­ва­лась на ви­ко­ри­с­танні ємнісних дат­чиків висіву. Прин­цип ро­бо­ти по­ля­гає у ство­ренні еле­к­­­т­­­­ро­магнітно­го по­ля між дво­ма розміще­ни­ми па­ра­лель­но пла­с­ти­на­ми. На­сіни­на, що пролітає між пла­с­ти­на­ми, змінює ха­рак­те­ри­с­ти­ки по­ля. Вимірю­ван­ня по­каз­ників зміни по­ля дає змо­гу розпізна­ва­ти навіть оди­ничні насіни­ни. Та­ка кон­ст­рукція дат­чи­ка за­без­пе­чує стійку ро­бо­ту си­с­те­ми, швидкість ре­акції — 1,6 с (зву­ко­вий та тек­с­то­вий сиг­нал про засмічен­ня або відсутність ви­сіву), ма­ло­чут­ли­ва до за­бруд­нен­ня, то­му розміщу­ва­ти дат­чи­ки мож­на як у насіннєпро­во­дах, так і на ви­ході сош­ни­ка. За да­ни­ми ви­роб­ників, для зруч­ності об­ла­ш­ту­ван­ня роз­роб­ле­но кріплен­ня дат­чиків до більшості ви­ко­ри­с­то­ву­ва­них у сільсько­го­с­по­дарсь­ко­му ви­роб­ництві сіва­лок.

   Однією з особ­ли­во­с­тей си­с­те­ми кон­трою висіву «Факт» є обов’яз­ко­ва на­явність дат­чи­ка швид­кості, що роз­міщується на опор­но-привідно­му ко­лесі сівал­ки. Інфор­мація від цьо­го дат­чи­ка ви­ко­ри­с­то­вується для роз­ра­хун­ку прой­де­но­го шля­ху, про­бук­со­ву­ван­ня опор­но-привідних коліс та швид­кості ру­ху висівно­го аг­ре­га­ту. Си­с­те­ма кон­тро­лю висіву «Факт» на­дає тек­с­то­ву та гра­фічну інфор­мацію що­до ро­бо­ти кож­ної секції, а са­ме:
   кількість насінин, висіяних
на 1 пог. м;
   кількість двійників та про­пусків;
   рівномірність висіву;
   рівномірність роз­поділен­ня насінин уз­довж ряд­ка;
   швидкість ру­ху аг­ре­га­ту;
   до­сяг­нен­ня ниж­нь­о­го рівня вмісту насіння чи до­б­рив у кож­но­му бун­кері.
Найсучаснішіми зраз­ками є низка систем кон­тро­лю висіву SCSO  ви­роб­ництва НВФ «Мо­на­да», Хер­сон
(фо­то 3). Ро­бо­та си­с­те­ми кон­тро­лю ба­зується на ви­ко­ри­с­танні оптичних датчиків (фо­то 4), прин­цип ро­бо­ти яких по­ля­гає у ге­не­ру­ванні сиг­на­лу та йо­го влов­лю­ванні. За по­яви насіни­ни у ро­бочій зоні дат­чи­ка сиг­нал по­слаб­люється, що миттєво улов­люється і фіксується си­с­те­мою.
За ба­жан­ням ко­ри­с­ту­ва­ча ви­роб­ник мо­же ос­на­с­ти­ти си­с­те­му кон­тро­лю дат­чи­ком швид­кості ру­ху, дат­чи­ка­ми кон­тро­лю рівня насіння у бун­ке­рах та дат­чи­ком кон­тро­лю обертів вен­ти­ля­то­ра сівал­ки. У такій ком­плек­тації, крім ос­нов­них по­каз­ників при­зна­чен­ня, си­с­те­ма дає змо­гу ве­с­ти кон­троль швид­кості ру­ху аг­ре­га­ту, відсте­жу­ва­ти площі засіяних зе­мель та фіксу­ва­ти прой­де­ний шлях. Рахувати кількість насінин, висіяних на 1 пог. м (га), відсоток двійників та пропусків, рівномірність висіву та ще декілька парметрів для сівалок точного висіву.

   Для за­без­пе­чен­ня якісних по­каз­ників сівби провідні ви­роб­ни­ки роз­ро­би­ли низ­ку си­с­тем уп­равління тех­но­логічним про­це­сом, однією із яких об­лад­на­на сівал­ка Rapid RDA 600C ви­роб­ництва
Va..derstad-Verken, Швеція.
Си­с­те­ма пра­цює як кон­троль­но-ке­ру­валь­ний центр, який за­без­пе­чує:
  на­ла­ш­ту­ван­ня нор­ми висіву насіння та нор­ми вне­сен­ня до­б­рив;
  еле­к­т­рич­не ре­гу­лю­ван­ня кількості насіння і до­б­рив, що висіва­ють­ся;
  уп­равління опе­рацією
вне­сен­ня до­б­рив;
  ке­ру­ван­ня мар­ке­ра­ми;
  підійман­ня та опу­с­кан­ня ро­бо­чих ор­ганів;
  фор­му­ван­ня тех­но­логічної колії;
  на­дан­ня інфор­мації про ма­су насіння, висіяно­го за один прохід сівал­ки, кг;
  ма­су до­б­рив, вне­се­них за один прохід аг­ре­га­ту, кг;
  об­сяг площі, засіяної
за один прохід, га;
  об­сяг площі, засіяної за се­зон, га;
  за­галь­ний об­сяг засіяної площі, га;
  се­ред­ню швидкість, км/год;
  за­галь­ний час ро­бо­ти, год.
Для кон­тро­лю про­це­су висіву сівал­ку об­лад­на­но си­с­те­мою кон­тро­лю Seed Master Flow у складі моніто­ра, оп­тич­них дат­чиків та провідників. Це об­лад­нан­ня ре­алізує такі функції: виз­на­чає інтен­сивність по­то­ку насіння (нор­му висіву) та оцінює її на відповідність вста­нов­ле­но­му зна­чен­ню, а та­кож ви­яв­ляє пе­ре­рви в по­то­кові насіння (стійкість висіву) — інтер­ва­ли без над­хо­д­жен­ня насіння. Си­с­те­ма мо­же кон­тро­лю­ва­ти ро­бо­ту до 64 сош­ників.
Оскільки сільсько­го­с­по­дарські ма­ши­ни пра­цю­ють в умо­вах ви­пад­ко­вих на­ван­та­жень та збу­рень, їхня кон­ст­рукція має за­без­пе­чу­ва­ти оп­ти­маль­не функціону­ван­ня у полі. Умо­ви ре­алізації тех­но­логічних опе­рацій ха­рак­те­ри­зу­ють­ся не ли­ше не­пе­ред­ба­чу­ваністю ви­ник­нен­ня до­дат­ко­вих на­ван­та­жень чи збу­рень, що впли­ва­ють на ро­бочі про­це­си, а і їхніми зна­чен­ня­ми, тоб­то ве­ли­чи­ною впли­ву. То­му за­вдан­ням си­с­тем но­во­го по­коління є не ли­ше кон­троль за пе­ребігом тех­но­логічно­го про­це­су, а й уп­равління ним, змен­шен­ня не­га­тив­но­го впли­ву не­очіку­ва­них фак­торів, підт­рим­ки функціональ­ної стійкості ро­бо­чих си­с­тем і ор­ганів. До скла­ду та­ких си­с­тем кон­тро­лю, крім па­нелі опе­ра­то­ра та за­собів збо­ру інфор­мації, вхо­дять ви­ко­навчі ме­ханізми, за до­по­мо­гою яких здійснюється відповідний вплив на тех­но­логічний про­цес. То­му провідні ви­роб­ни­ки висівних ма­шин об­лад­ну­ють сівал­ки складніши­ми си­с­те­ма­ми уп­равління. Зо­к­ре­ма, фірма AMAZONEN-WERKE для кон­тро­лю за тех­но­логічним про­це­сом сівал­ки точ­но­го висіву EDX 9000-TC ви­ко­ри­с­то­вує си­с­те­му, яка скла­дається із терміна­лу уп­равління AMATRON+, ка­белів і кріпиль­но­го ма­теріалу та ро­бо­чо­го комп’юте­ра на аг­ре­гаті.
За до­по­мо­гою терміна­лу уп­равління здійснюється: на­ла­ш­ту­ван­ня ха­рак­те­ри­с­тик аг­ре­га­ту, вве­ден­ня да­них за­вдан­ня, на­ла­ш­ту­ван­ня аг­ре­га­ту для зміни висів­ної нор­ми під час сівби, ак­тивізація гідравлічних функцій за до­по­мо­гою відповідно­го бло­ку уп­равління, кон­троль ро­бо­ти сівал­ки під час висіву, кон­троль рівня на­пов­нен­ня бун­керів для посівно­го ма­теріалу і до­б­рив.

   AMATRON+ виз­на­чає: швидкість ру­ху у ре­аль­но­му часі, по­точ­ну нор­му висіву, фак­тич­ну на­пов­неність бун­керів для посівно­го ма­теріалу і до­б­рив, ділян­ку шля­ху, яку за­ли­ши­ло­ся прой­ти до спо­рож­нен­ня бун­ке­ра посівно­го ма­теріалу/до­б­рив, швидкість обер­тан­ня вен­ти­ля­то­ра, швидкість обер­тан­ня роз­подільних ба­ра­банів.