طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامان? هوشمند به منظور کنترل انفرادی تغذیه گاوهای شیری

کشاورزی دقیق یک روش رسیدن به بهره وری بالاتر در عرص? تولید محصولات گیاهی و دامی می باشد. بهره وری بالاتر از طریق بهینه کردن مصرف نهاده ها و کاهش هزینه های تولید می باشد. کشاورزی دقیق به دلیل عدم توجیه اقتصادی در بسیاری از زمینه ها هنوز کاربردی نشده است. گاوهای تازه زا نسبت به کیفیت و کمیت کنسانتر? پس از زایمان بسیار حساس هستند. مقدار مصرف کنسانتره (خوراک پرانرژی)، در روز اول پس از زایمان کم می باشد (حدود 5-3 کیلوگرم) و در طول کمتر از چهار هفته این مقدار باید چندین برابر (5-4 برابر) شود.کنترل دقیق و تدریجی روند افزایش مصرف کنسانتره در گاوهای تازه زا (افزایش 600-400 گرم در روز) در سلامت، مقدار بیشین? تولید و طول عمر مفید دام تأثیر بسزایی دارد. در این مطالعه دستگاهی ساخته شدکه امکان کنترل دقیق تغذی? انفرادی دام را در نگهداری گروهی فراهم می آورد. معیار های اصلی در طراحی این دستگاه عبارت بودند از: 1) ایمنی دام و دستگاه، 2) امکان نصب ساده و بدون تغییر در ساختمان دامداری ،3) کاربریِ آسان، 4) خودکار بودن کلیه کنترل های لازم و 5) تجاری و اقتصادی بودن آن. اجزای اصلی این دستگاه شامل: 1) درب دورانیِ الکترو-پنوماتیکیِ جعب? خوراک، 2) سامان? شناسایی با استفاده از امواج رادیویی (rfid)، 3) سامان? توزین و 4) واحد کنترل و پردازش مرکزی (cpu) می باشد. سامان? شناسایی متشکل از یک کد خوان (reader) و تعدادی گوش بند دامی (tag) به عنوان فرستنده های رادیویی بود. ارسال اطلاعاتِ سامان? شناسایی به cpu از طریق رابط rs232 صورت می-پذیرفت. همچنین یک بارسنج (load cell) و یک واحد آماده ساز سیگنال (signal conditioner) به طور پیوسته اطلاعات مربوط به وزن جعب? خوراک را از طریق یک رابط spi به cpu ارسال می کرد. در واحد کنترل و پردازش مرکزی با استفاده از یک میکروکنترلر تمامی فرآیندهای مربوط به شناسایی، ثبت و اندازه گیری خوراک مصرفی، به روز رسانی و کنترل درب دورانیِ الکترو-پنوماتیکیِ جعب? خوراک انجام می پذیرفت. نرم افزار سامان? کنترل در این دستگاه در سه حالت تنظیم پذیر است: 1) پیکربندی شناس? مخصوص هر دام، 2) نمایشگر پیوست? سامان? توزین و 3) حالت آماده به کار. از حالت اول به منظور تعریف مقدار مصرف کنسانتره در اولین روز پس از زایمان و میزان افزایش روزان? کنسانتر? هردام استفاده می شود. حالت دوم، برای واسنجی سامان? توزین و اطلاع از میزان خوراک داخل جعب? خوراک کاربرد دارد. در حالت عادی، سامانه در حالت سوم قرار دارد؛ در این حالت تمامی فرآیندهای لازم به منظور کنترل دقیق و انفرادی مصرف کنسانتره، متناسب با تعداد روز پس از زایمان به طور خودکار صورت می پذیرد. در شرایط شبیه سازی شده دستگاه ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی های انجام شده در سه سطح افزایش روزانه (300، 400 و 500 گرم) و سه سطح فرکانس تغذیه (5، 7 و 9 بار در روز) تعریف شدند. خطای متوسط دستگاه در کل ارزیابی های انجام گرفته 1/1 درصد برآورد شد. همچنین عملکرد دستگاه در کنترل افزایش کنسانتر? مصرفی متناسب با تعداد روز پس از زایمان کاملاً خطی و مطلوب بود.