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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2002.tde-31072002-150808
Document
Author
Full name
Flávio José de Sousa Pereira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2002
Supervisor
Committee
Molin, Jose Paulo (President)
Maciel, Antonio Jose da Silva
Milan, Marcos
Title in Portuguese
Construção de uma bancada de ensaio e avaliação de um sistema de mensuração da produtividade de grãos.
Keywords in Portuguese
agricultura de precisão
máquinas agrícolas
produtividade
variabilidade especial
Abstract in Portuguese
Com o avanço da agricultura de precisão, em que a variabilidade da produtividade entre os diversos pontos de uma determinada área é levada em consideração, é necessário aprimorar, cada vez mais, o sistema de coleta de dados, para que os resultados possam ser confiáveis. Dentre outros, faz-se necessário conhecer o desempenho dos sensores localizados nas colhedoras, para que se saiba o nível de acurácia dos dados de campo para a geração dos mapas de produtividade. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar o desempenho, sob condições controladas, de um equipamento comercial, especialmente o sensor de fluxo de volume e suas interações com os sensores de inclinação, de velocidade de deslocamento da máquina e de grau de umidade dos grãos, destinados à mensuração da produtividade de culturas de grãos em geral. Foi montada uma bancada de ensaio constituída de um tanque alimentador com comporta de abertura variável, que escoa grãos a um condutor helicoidal, que são transportados para um elevador de taliscas de uma colhedora comercial. Os grãos transportados pelo elevador passam através dossensores de fluxo de volume e grau de umidade e, em seguida, são descarregados num tanque superior suspenso por uma célula de carga com capacidade de 2.000kg (desprezando a variação da gravidade com relação ao nível do mar) para que os dados de massa sejam comparados com os registrados pelo sensor de fluxo de volume. O monitor de produtividade foi ensaiado na bancada para simulações de fluxos constantes e variados em três diferentes posições transversais do elevador. Os resultados mostraram que a bancada de ensaio mostrou-se eficiente para os tipos de ensaios propostos. Sua estrutura é resistente e a variação da angulação do elevador é de fácil manejo. A geometria da construção do tanque de alimentação mostrou-se eficiente para fornecer vazões uniformes com o tempo, obtendo-se taxas de fluxo constantes dentro dos limites de 2,0 a 8,0kg.s-1. O sensor de velocidade apresentou erro médio relativo de 0,31% e o de grau de umidade, erro médio em módulo de 5,01% para as condições estudadas. Quanto mais afastado do fluxo médio de calibração, pior é a estimativa do fluxo pelo monitor de produtividade. O erro médio geral dos ensaios com taxas de fluxo constantes foi de -5,31%, com desvio padrão de 4,14. O monitor propiciou, em 70% dos ensaios, erros pontuais menores que 6% para ensaios com fluxo constante. Suas leituras superestimaram valores menores do que o ponto da taxa de fluxo média de calibração e subestimaram valores para taxas de fluxo maiores que este ponto. As leituras do monitor responderam imediatamente as variações impostas ao fluxo processado pelo elevador de grãos. O clinômetro ou o algoritmo que considera a inclinação é eficiente para compensar as inclinações transversais da máquina, mesmo em condições de taxas de fluxo variadas. O erro médio geral dos ensaios com taxas de fluxo variadas, calculado a partir do erro médio em módulo de cada ensaio foi, 4,84%. O erro médio global encontrado do monitor de produtividade para as leituras com taxas de fluxo constantes e variadas, foi 5,12%.
Title in English
Construction of a laboratory bench and evaluation of a grain yield monitor.
Keywords in English
agricultural machinery
precision agriculture
spatial variability
yield
Abstract in English
With the progress of the precision agriculture where spatial yield variability is taken into account, it is necessary to improve data collection so the results can be more reliable. It is necessary to understand how yield sensor used on combines works in order to know the accuracy of the field data for generation of the yield maps. This work aims to characterize the performance, under controlled conditions, of a commercial equipment, its yield sensor and interactions with the hillside sensor, forward speed sensor and grain moisture sensor. A test bench with a tank feeder was built with a variable opening floodgate, which drains grains to the foot of the paddle elevator of a commercial combine. The grain flow transported by the elevator pass through the yield and moisture sensor and is unloaded in a superior tank hold by a load cell with capacity of 2.000kg (desconsidering the variation of the gravity) so that the mass data is compared with that registered by the monitor. The monitor was tested on simulations of constant and variable flow rates in three different transverse positions of the elevator. The results showed that the test bench was shown efficient for the types of proposed tests. Its structure is resistant and the variation of the angle of the elevator is of easy handling. The geometry of the feeding tank was shown efficient to supply uniform flow rates, between 2,0 and 8,0kg.s-1. The speed sensor showed relative mean error of 0,31% and the moisture sensor presented a module mean error of 5,01%. Flow estimation got worst increasing or decreasing the flow rate apart from calibration region. Main mean error of the test with constant flow rates was of -5,31%, with standard deviation of 4,14. On 70% of the test monitor, readings resulted in erros less than 6,00% with constant flow. Its readings overestimated flow values under the mean flow rate of calibration and underestimated flow above it. The readings of the yield monitor responded to the variations imposed to the flow through by the elevator immediately. The hillside sensor and the algorithm that considers the inclination are efficient for compensating the transverse inclinations of the machine, even in conditions of varied flow rates. The general mean error test with varied flow rates, was 4,84%. The global mean error shown by the yield monitor for the readings with varied and constant flow rates was 5,12%.
 
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flavio.PDF (1.47 Mbytes)
Publishing Date
2002-08-07
 
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