طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه کنترل خودکار عمق تیغه ماشین تسطیح لیزری

آبیاری سطحی معمول ترین روش تأمین نیاز آبی محصولات کشاورزی در ایران است. این روش به سطحی با شیب یکنواخت و مناسب با نوع خاک، محصول و شیوه آبیاری سطحی نیازمند است. با تسطیح اراضی بازده آبیاری و تولید افزایش می یابد. در تسطیح با جابه جایی خاک از بلندی ها به پستی ها به طوری که کمترین حجم عملیات جابجایی خاک صورت گیرد، یک سطح مستوی شیب دار مناسب تهیه می شود. با پیشرفت فن آوری، ماشین های تسطیح به سامانه لیزر مجهز شدند. این سامانه مجهز به یک فرستنده و گیرنده پرتو لیزری و جعبه کنترل می باشد. در هنگام تسطیح با استفاده از سامانه لیزری در حالت خودکار، وضعیت تیغه دستگاه نسبت به زمین با توجه به صفحه مجازی تولید شده توسط فرستنده لیزر، بوسیله جعبه کنترل تعیین می شود. در نقاطی که عمق خاکبرداری تا حدی زیاد است که ماشین تسطیح توانی بیش از کشش مالبندی تراکتور نیاز دارد، باعث ایجاد اضافه بار بر روی موتور و لغزش بالا در چرخ های محرک تراکتور می-گردد که ادامه آن به خاموش شدن تراکتور منتهی می شود. برای جلوگیری از بیش باری، بایستی توسط راننده، سیستم کنترل لیزری به سرعت در حالت دستی قرار گیرد و همزمان عمق خاکبرداری کم شود. این کار نیازمند تجربه، مهارت و سرعت عمل بالای راننده می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از یک سامانه کنترل عمق تیغه از بیش باری تراکتور و خاموش شدن آن در حین عملیات تسطیح جلوگیری گردید. این سامانه که متشکل از یک سیستم کنترلی حلقه بسته است، با دریافت دور موتور تراکتور از طریق دینام آن و مقایسه با دور بحرانی و مطلوب موتور که توسط کاربر از طریق صفحه کلید آن به سامانه معرفی گردیده است، در شرایط بیش باری کنترل عمق خاکبرداری را در اختیار گرفته و با ارسال فرمان به جک تنظیم کننده عمق تیغه عمل خاکبرداری را متناسب با توان تراکتور کنترل می نماید. برای ثبت و مقایسه دور لحظه ای موتور با دور بحرانی و مطلوب از یک میکروکنترلر اصلی (با نرم افزار avr-codevision در قالب کد 130 خطی برنامه ریزی شده است) استفاده گردید. پس از رفع بیش باری کنترل موقعیت تیغه مجددا در اختیار سیستم لیزری قرار می گیرد و تا رخ دادن بیش باری بعدی از جانب سامانه ساخته شده فرمانی ارسال نمی شود. پس از ارزیابی اولیه سامانه ساخته شده در آزمایشگاه و رفع عیوب آن، در مزرعه حین تسطیح مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده طبق آزمون تی با 5 تکرار با هم مقایسه گردیدند. هر تکرار شامل مزرعه ای به وسعت تقریبی یک هکتار با ابعاد و حجم خاکبرداری مشابه بود. نتایج اختلاف معنی داری در عملیات تسطیح با و بدون سامانه کنترل خودکار در سطح احتمال 5 درصد را در مصرف سوخت و عملکرد مزرعه ای ماشین تسطیح لیزری نشان داد. با نصب این سامانه کاهش مصرف سوخت و ساعت کارکرد به ترتیب 36/18 درصد لیتر بر مترمکعب و 74/19 ساعت بر متر مکعب خاکبرداری مشاهده گردید.