طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه هشدار دهنده نکاشت قلمه در کارنده نیشکر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک بیوسیستم ، گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد یار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 استادیار،گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز ، اهواز، ایران

4 استادیار،گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

امروزه با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در عرصه فن‌آوری و تولید تجهیزات پیشرفته، متأسفانه در اکثر کشورها تولید محصولات کشاورزی ناکافی بوده و رو به کاهشی است و بنابراین استفاده از فن‌آوری‌های نوین در راستای افزایش کیفیت و کمیت تولید محصولات کشاورزی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و امری اجتناب ناپذیر است. به همین منظور در پژوهش حاضر از سامانه مجهز به حسگر فراصوت به عنوان هشدار دهنده‌ی عمل نکاشت قلمه نیشکر در ماشین کارنده نیشکر استفاده شد. به منظور تعیین بهترین مکان برای نصب حسگر روی سامانه، چهار نقطه با ارتفاع‌های 20، 40، 60 و100 سانتی‌متر از محل سقوط قلمه-ها در نظر گرفته شد. با عبور قلمه‌های نی از مقابل حسگر در درون سامانه، دقت تشخیص حسگر فراصوت مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین مکان برای نصب حسگر روی سامانه بدست آمد. داده برداری به‌صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی بوده و تجزیه و تحلیل داده‌ها و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS ورژن 16 انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله حسگر از محل سقوط به دلیل افزایش سرعت عبور قلمه‌ها دقت تشخیص کاهش می‌یابد. در ارزیابی مزرعه‌ای نیز دقت سامانه در تشخیص عبور قلمه‌ها از مقابل حسگر مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق نتایج، رابطه رگرسیون خطی با 929/0= R2 بین سیگنال اعلامی توسط سامانه و تعداد قلمه‌های ریزشی حقیقی توسط کارنده در شیار کشت بدست آمد که نشان دهنده دقت سامانه بر پایش قلمه‌های ریزشی حین کاشت است. همچنین نتایج ارزیابی مزرعه ای دقت سامانه هشدار دهند نشان داد که سامانه در فواصل نکاشت بیش از 5/0 متر که عملا به عنوان نقاط نیاز به واکاری در نظر گرفته می شوند، با دقت مناسب و بیش از 95 تا 8/99% نقاط کاشته نشده را به درستی تشخیص داده، اعلام و برای واکاری مجدد ثبت موقعیت می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Design, construction and evaluation of a warning system for non-planted areas by the sugarcane planter

نویسندگان [English]

  • Farhad Mousavi Salehi 1
  • Mohamad Esmail Khorasani Ferdavani 2
  • Shaban Ghavami Jolandan 3
  • Hassan Masoudi 4

1 Master of Science, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.

2 Assistant professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.

3 Assistant professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.

4 Assistant professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.

چکیده [English]

Today, despite significant advances in the field of technology and production of advanced equipment, unfortunately, in most countries, the production of agricultural products is insufficient and is decreasing. Therefore, the use of new technologies in order to increase the quality and quantity of agricultural products has a particular importance. For this purpose, in this research, a system equipped with an ultrasonic sensor was used as a warning unit for the non-planting of sugarcane billets in the sugarcane planting machine. By passing the billets at different speeds (2, 2.8, 3.4 and 4.5 m/s) inside the system, the detection accuracy of the ultrasonic sensor was evaluated and the best place to install the sensor on the system was obtained. Data collection was done in a factorial experiment based on a completely randomized design, and data analysis and comparison of the averages were done by SPSS (V16) software. The results of the experiments showed that with increasing distance of the sensor from the billets falling position, the detection accuracy decreases due to increase in the billets speed. In the field tests, the system accuracy in detecting the billets passage in front of the sensor was evaluated. According to the results, a linear regression relationship with R2=0.929 was obtained between the signal announced by the system and the actual number of fallen billets in the furrow. The results indicate that the system is appropriate accuracy for monitoring of fallen billets during planting. In the field evaluation of the warning system's accuracy, the results showed that in the case of non-planted distances more than 0.5 meters, which are practically considered as the points that need to plant again, the system announces and records the position for replant correctly in %95 to %99.8 of times.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Non planted area
  • Sugarcane billets
  • Sugarcane planter
  • Ultrasonic sensor
  • Warning unit