طراحي، پياده سازي و ارزيابي كارگاهي سامانه پايش گر لحظه اي عملكرد محصول سيب زميني

Design, implementation and evaluation of a potato yield monitoring system

در اين مقاله مراحل طراحي، ساخت و ارزيابي كارگاهي يك سامانه پايشگر لحظه اي عملكرد محصول سيب زميني مورد بررسي قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش توسعه روشي دقيق براي تهيه نقشه عملكرد محصول سيب زميني مي‏باشد. ابتدا يك سامانه پايشگر لحظه اي عملكرد محصول متشكل از يك سيني توزين، نيروسنج، چرخش سنج، كنترلگر PLCو يك رايانه همراه بر روي يك ماشين برداشت سيب زميني از نوع دو رديفه كششي نصب شد. در اين پژوهش PLC به‏عنوان يك كنترلگر در ارتباط با يك رايانه‌ي همراه و برنامه هاي كنترلي توسعه يافته با Win-Proladder و Visual Basic قادر است داده هاي مربوط به حسگرها شامل چرخش سنج و نيروسنج ها را دريافت كند و مي‌توان بر روي داده‌هاي دريافتي برنامه ريزي‌هاي لازم را انجام داد. به‏منظور ارزيابي كارگاهي سامانه طراحي شده و به‏ دست آوردن بهترين حالت عملكرد اين سامانه، آزمون-هاي كارگاهي بر روي دستگاه برداشت سيب زميني انجام گرفت. متغيرهاي مستقل آزمون عبارت بود از: سرعت پيشروي، زاويه سيني و ضخامت مختلف ضربه گير. به‏ منظور تجزيه و تحليل و مقايسه نتايج آزمايشگاهي از روش تجزيه واريانس با آزمون دانكن با سطح اطمينان 5 درصد استفاده شد. به‏ منظور بررسي بر هم كنش عوامل مختلف از آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي استفاده شد. در بررسي اثر متقابل زاويه، سرعت و ضربه گير بر داده هاي مربوط به عملكرد محصول بهترين حالت مربوط به زاويه سيني 37 درجه، با سرعت پيشروي 2 كيلومتر بر ساعت و بدون استفاده از ضربه گير و با درصد خطاي 81/2 درصد بود، كه در اين وضعيت سامانه طراحي شده بهترين عملكرد را در قرايت و ثبت داده هاي جرم (عملكرد محصول) داشت.

In this paper the design, implementation, and evaluation of an experimental-scale potato yield monitoring system is presented. The main objective of this research was to develop a method for accurate mapping of potato yield. At the first stage an instantaneous yield monitoring system was mounted on a potato harvesting machine. This system consisted of a weighing tray, two load cells, a shaft rpm encoder, a PLC controller and a mobile computer. The PLC controller, which was able to communicate with the mobile computing unit through the control applications developed in Visual Basic and Win-Proladder, was capable of encoding the load cells and other sensors and making decisions by analyzing the obtained records. Laboratory tests were conducted on a potato harvesting machine to evaluate the performance of the system. The independent variables were: forward speed, tray angle, and the thickness of shock absorber plate. To analyze and compare the results of the laboratory data, Duncanʹs test with confidence level of 95% was used. In order to investigate the interactions of various factors the factorial experiment with completely randomized design was used. In examining the interactions of tray angle, forward speed and performance-related shock absorber on the system performance, the highest performance (with 2.81% error) only was found to be at the tray angel of 37 degrees, forward speed of 2 km h-1 and without shock absorber.