02.09.2011 | 07:09
Autor:
Kategorie:
Štítky:

GPS navigace – správná cesta k úsporám

Velkovýrobní podmínky a používání širokozáběrového nářadí za výkonnými traktory je v našich podmínkách běžný jev, a to navigacím nahrává. V našich podnicích se využívá celé spektrum různých provedení navigací, od jednoduchých manuálních verzí až po profesionálně vybavené, plně integrované autopiloty. V tomto ohledu držíme se světem krok. Mnoho nových traktorů je navigací vybaveno již při prodeji, a také starší verze s jednodušším mechanickým ovládáním jsou dodatečně vybavovány například systémy asistovaného řízení.

Přínosy systémů navigace jsou zřejmé, a není to jen již zmíněné usnadnění práce řidiče. Jsou již vyrobeny tak, aby byly široce využitelné. Při intenzivním využívání se snižuje spotřeba agrochemikálií, osiv a hnojiv, protože pracovní soupravy pojíždějí v jednotlivých záběrech přesněji a bez zbytečného překrývání. Jsou možné vyšší pracovní rychlosti na poli, ušetří se čas, protože jízdy jsou rozvrženy tak, že stroj vždy pracuje na maximum svého pracovního záběru. Tím se zároveň ušetří i náklady na mzdu. A protože práce může plynule pokračovat i za tmy, dává navigace možnost prodloužení pracovních směn.
Při setí nejsou potřeba znamenáky, návazné jízdy nejsou téměř viditelné a při sázení brambor jsou výhodou dokonale rovnoběžné řádky. Navigaci lze s výhodou využívat na polích, na nichž se nachází velké množství slámy, například po sklizni kukuřice na zrno. Ve vztahu k ploše se také spotřebuje méně nafty a sníží se opotřebení pracovních orgánů strojů. Kloubové či pásové traktory se mohou otáčet tak, aby nedocházelo k poškozování pásů, závěsných zařízení nebo k hrnutí půdy, protože obsluha vidí na displeji v kabině vyznačené jednotlivé jízdy a může libovolný počet z nich vynechávat.
Řidič, zvláště mladý, pak má dobrý pocit, že disponuje lépe vybaveným traktorem (nebo mlátičkou či postřikovačem) a že jeho práce vypadá lépe (je přesnější). Navíc si může často ještě stáhnout data o vykonané práci a ošetřené nebo zpracované ploše, která navigační systémy evidují. A v kombinaci s GPS přijímačem dokážou moderní sklízecí mlátičky vytvářet výnosové mapy pozemků, sklízecí řezačky totéž včetně údajů o obsahu sušiny, takže lze získat hodnotná data o jednotlivých pozemcích.

Systémová řešení
GPS navigační systémy se uplatňují nejen v traktorech a u postřikovačů, ale stále častěji také v ostatních samojízdných strojích. Proto v ideálním případě je systém GPS navigací řešen v každém podniku komplexně. Pokud je navigacemi vybaveno větší množství strojů, úspory mohou dosáhnout až několika set tisíc korun za rok. I když se může začít od píky, tj. pořízením jedné sady v podobě například manuální navigace pro traktor s rozmetadlem průmyslových hnojiv. Zde se zvolí vstupní model, který je jednoduchý a obsluha se s ním naučí pracovat. Je snadno přenosný, respektive jeho komponenty lze využívat i na jiných strojích, nicméně z traktoru s rozmetadlem se většinou nepřenáší.
Poté lze pokračovat pořizováním dalších, o něco složitějších automatických navigací. Ty jsou rovněž přenosné, takže mohou sloužit například na jaře na traktoru a od léta mohou řídit sklízecí mlátičku. Následně může být pořízen integrovaný autopilot do technologií pěstování cukrovky či brambor. Vhodné je, pokud jsou všechny systémy od jednoho výrobce, takže jsou jednotlivé komponenty kompatibilní a snadno se zaměňují.

Vstupní modely pro začátek
Sady, u nichž řidič sám řídí traktor, jsou požadovány poměrně často. Jednodušší verze pracují s korekčním signálem Egnos a poskytují přesnost na úrovni +/–30 cm. Signál o této přesnosti je vhodný pro postřikovače nebo traktory s rozmetadly. Manuální navigace jsou cenově příznivé, příjem signálu s nejmenší přesností není zpoplatněn, takže se vyplatí i pro soukromého zemědělce s výměrou výrazně pod 100 ha. Některé z nich umí navádět jen v rovnoběžných jízdách, lepší verze mohou pracovat s různými typy signálů a zvládají jízdy i do křivky a podle různých vzorů.
Tyto systémy se snadno instalují a jednoduše používají. Monitory nebo světelné lišty (či kombinace obojího v jednom domečku) jsou již standardně vybaveny přísavkami, takže si je obsluha může umístit na libovolné místo (kterým bývá často střed čelního skla nad přístrojovou deskou). Z monitoru pak vede kabel pro napájení a další do antény.

Snadno čitelné mapy
Navigace řidiče o správném směru jízdy informuje na displeji anebo prostřednictvím lišty se světelnými diodami. Displeje mají výhodu v tom, že dokážou barevným odlišením zobrazit již zpracovanou plochu, což je výhodné zvláště při hnojení nebo ochraně rostlin (tzv. automatické mapování pokrytí).
Při práci s postřikovačem dovoluje barevné rozlišení ošetřené a neošetřené plochy minimalizovat plochy s přestřiky nebo s chybějícím ošetřením v rozích pozemků či v okolí např. sloupů tak, že řidič může vypínat jednotlivé sekce postřikovače. Tím se šetří postřiková kapalina; případně je možné i tuto činnost automatizovat.
Jednoduché navigace mají různé možnosti ukládání do paměti, ale například překážky na poli nebo jízdní stopu si lze uložit vždy. Někdy je možná i kartotéka honů. Systémy s displejem mají všeobecně více možností než verze s pouhou světelnou lištou (např. měření výměry, správu zakázek apod.). Svůj vliv zde má také ruka řidiče zvláště tehdy, pokud se často ohlíží dozadu pro kontrolu práce nářadí.

Asistované řízení v oblibě
Sofistikovaná řešení využívají možnosti přejít na vyšší úroveň navádění jen pouhým dokoupením dalších komponentů. Rozšířením manuální navigace se lze dostat na asistované řízení. Systém automaticky navádí traktor nebo jakýkoli jiný samojízdný zemědělský stroj, vybavený posilovačem volantu. Tato sada se již často přenáší mezi traktory podle potřeby, případně ji lze přenést i na sklizňové stroje či postřikovače. Je flexibilnější a levnější než integrovaný autopilot.
Asistované řízení, tedy systém, u něhož je volant ovládán elektropohonem, jsou dnes v oblibě na podnicích všech velikostí. Existují jednak v podobě 12-V--elektromotoru, který otáčí volantem prostřednictvím třecího pastorku. Motor se připevňuje na sloupek řízení tak, aby neměl vůli v pohybu. Další řešení spočívá v bloku elektromotoru s vlastním volantem, který se nasadí namísto původního volantu na sloupek řízení. Důležitá je pevnost spojení bez volného pohybu do stran.
V obou případech je trochu negativem to, že obsluha má omezený prostor pro nohy a systémy s třecím pastorkem mohou působit rušivě při manuálním ovládání volantu.

Monitory různé velikosti
Další komponentem je monitor, existující většinou v několika provedeních podle úrovně a požadovaného komfortu. Před začátkem práce je třeba provést četná základní nastavení, týkající se traktoru. Systém integruje i speciální režimy řízení pro kloubové nebo pásové traktory. Dalším komponentem je anténa pro příjem referenčního signálu.
Jakmile je systém nastaven, řidič určí základní linii mezi body A a B, aktivuje automatické řízení a sundá ruce z volantu. Asistované řízení poskytuje všeobecně více přesnosti, než lze dosáhnout při použití manuální navigace. Automatické systémy řidiči odlehčují práci za jízdy, ovšem nezbavují ho nutnosti kontroly práce systému.
Asistované řízení může pracovat ve všech úrovních přesnosti včetně korekce RTK. Ale jak se ukázalo v praxi, například při zakládání záhonů pro pěstování zeleniny zcela postačoval signál o přesnosti +/–10 cm. Ten je ideální pro setí a sázení, sklizňové práce a pro přípravu půdy. Využitelnost korekce RTK u systémů s třecím pastorkem je otázkou, protože tyto navigace reagují na povely ke změnám směru nepřímo (přes volant), což omezuje schopnost vysoce přesných reakcí.

K čemu je gyroskop a elektronický kompas
Tato navigace je již složitější a pro usnadnění její instalace je dobré, pokud má traktor zabudovanou předpřípravu. Uživateli to značně usnadní práci při instalaci navigace, případně později autopilotu i všech systémů precizního zemědělství. Z kabiny díky tomu zmizí svazky kabelů, všechny komponenty se zapojují do připravených zástrček. Fungování systému podporuje datová síť CAN-Bus u moderních traktorů.
Systémy se také nechají jednoduše rozšířit na polní dokumentaci a traktor se tak vlastně promění v „mobilní kancelář“.
Problém s omezením prostoru pro nohy obsluhy řeší výměnný volant, který má zabudovaný elektromotor. Celkem běžnou výbavou jsou dnes také senzory pro měření sklonu stroje (gyroskop) umožňující kompenzovat odchylku přijímače signálu od svislé roviny při naklonění stroje na svahu nebo na terénních nerovnostech. Elektronický kompas naproti tomu pomáhá k rychlému navedení traktoru do další jízdy při otáčení na souvrati, protože čím dříve se traktor sám nasměruje, tím více zbývá řidiči času na ovládání funkcí nářadí. Další výbavou jsou senzory pro měření zrychlení stroje.

Integrovaný autopilot pro nejnáročnější
Traktory pracující například s přesným secím strojem, otočným pluhem v režimu on-land nebo s plečkou, jsou osazovány autopilotem s nejvyšší přesností. To je sice nejdražší verze navigace, zato ale má nejrychlejší reakce (zasahuje přímo do hydraulického systému řízení) a bývá také nejchytřejší. Pokud je traktor autopilotem vybaven již z výrobního závodu, není třeba žádných dalších úprav.
V agregaci například se secím strojem na cukrovku může vytvořit mapu jízd a meziřádků, tu si zapamatovat a využívat po celou dobu vegetace. Takže při kultivaci se plečka pohybuje přesně mezi řádky a rovněž vyorávka bulev může probíhat plynule. Řidič již nemusí otáčet volantem, jen se vyhýbá překážkám, jako jsou skruže, sloupy atd., a kontroluje práci nářadí. V naprosté většině ještě ručně otáčí stroj na souvrati, ale i tuto práci je možné dnes již plně automatizovat. Je na místě dodat, že řidiči si na autopilot v traktoru již zvykli, berou jej jako samozřejmost a již by nechtěli bez jeho pomoci pracovat.

V nejvyšší třídě samozřejmost
Naprosto bez výjimky to platí pro traktory nejvyšší výkonové třídy. V agregaci s nářadím o záběru 12 m nebo i více se od řidiče požaduje velká koncentrace se značnou výdrží, která se ještě násobí při práci v nočních směnách. I tak se nezřídka stane, že se jednotlivé jízdy s nářadím překrývají až o 1 m, což za jednu směnu může činit celkem deset hektarů plochy zpracované zbytečně dvakrát. Zatímco když řidič aktivuje autopilot, nemusí se o návaznost jednotlivých jízd již starat a překrývání je v řádech centimetrů.
Autopiloty sehrály svou důležitou roli také při setí za velkého sucha, kdy oblaka prachu kolem traktoru zcela znemožnily viditelnost. Bez GPS navigace nebylo možné vůbec pracovat a řízení souprav tak bylo odkázáno na autopilot.

Kontrolovaný pohyb strojů po pozemcích
Když už si moderní navigační systémy dokážou zapamatovat jednotlivé jízdy po pozemku, bylo by možné také pohybovat se ve stále stejných kolejových řádcích. Ty se naplánují předem a v ideálním případě pak téměř všechny zemědělské stroje v nich jezdí. V těchto řádcích je sice utužení větší, ale na zbývající ploše se zhutnění eliminuje, a to je právě velká výhoda. Půda se provzdušní, zlepší se její struktura, vláhový režim a zdravotní stav. Zvětší se také odolnost vůči erozi, protože množství vody odtékající po povrchu se snižuje. Díky infiltraci vody je zpracování půdy méně energeticky náročné, snazší a rychlejší. Na jaře půda rychleji vysychá.

Úpravy se vyplatí
Zavedení tzv. CTF (Cotrolled Traffic Farming) předchází dlouhé období příprav strojového parku. Vše se odvíjí od šířky rozchodu sklízecí mlátičky. Upravují se rozchody kol u traktorů, a to většinou pomocí nejrůznějších speciálních řešení. Žací vál mlátičky často nemá takový záběr, aby zasahoval celou šířku mezi dvěma jízdami. Proto má mlátička ještě své jízdy. Přesto je šířka záběru žacího válu určující pro pracovní záběry všech ostatních strojů.
V systému CTF se musí šířky záběru všech strojů násobit tak, že budou na sebe navazovat za jízdy traktoru ve stanovených kolejových řádcích. Podobně jako je tomu dnes u rozmetadel minerálních hnojiv anebo postřikovačů. Zajímavé je také vyřešení vysýpání zrna ze sklízecí mlátičky: vyprazdňovací dopravník musí zasahovat až do středu mezi dva následující kolejové řádky. Zde se může pohybovat traktor s návěsem a odvoz zrna tak bude plynulý.

Jednodušší kombajnová sklizeň
Samozřejmě nemusí mít nutně všechny stroje shodný rozchod kol a odpovídající pracovní záběr stroje. Ale čím více traktorů se v tomto parametru shoduje, tím je technologie CTF efektivnější, protože se eliminují přejezdy navíc. A sklizeň mlátičkou se zjednoduší, protože se nemusí v poli přemýšlet, jak rozložit jednotlivé jízdy pro vhodné rozdělení porostu. Většinou se tento postup vyzkouší na jednom pozemku a po ověření se realizuje i na dalších, a to i na svažitých. Současná elektronika již dokáže eliminovat svahový drift u nářadí, takže traktor může pojíždět v kolejových řádcích napříč svahem (tj. po vrstevnicích).

RTK přesnost podmínkou
Podle zkušeností ze zahraničí se výhody systému projeví nejen na hlubokých, humózních půdách, ale i na mělkých, kamenitých půdách. Systém CTF však není vhodný pro příznivce orby, ale naopak do konzervačních technologií.
Pro fungování systému CTF je zapotřebí vysoce přesné satelitní navigace využívající RTK signál. Ten může poskytovat lokální základní stanice umístěná na poli nebo v jeho blízkosti, vysílající prostřednictvím RTK rádia přístroji na vozidle RTK korekce. Anebo mohou být tyto korekce přenášeny do stroje prostřednictvím GPRS telefonního modemu či krátkovlnné vysílačky, a pak není základní stanice zapotřebí. Její pořízení je velmi nákladné, navíc stojí často nehlídána na kraji pozemku či na farmě a její dosah je vždy omezený.
Při GPRS přenosu se výrazně snižují výpadky spojení, které jinak dovedou řidiče pěkně potrápit. Celá technologie je také levnější a zároveň zaručuje spolehlivé fungování i nenáročnou instalaci malého modemu do kabiny traktoru.

Rozdíly v přijímačích
Pro přesnost práce každé navigace je určující počet satelitů, jejichž signály dokáže přijímač zachytit. Přijímače, které zachytí nejen americké GPS satelity, ale navíc ještě ruské Glonass, jsou ve výhodě. Ani ne tak za podmínek dobré viditelnosti, ale především na krajích polí, u lesů nebo v údolích. Zde počet amerických satelitů často klesne na polovinu nebo ještě méně (například kolem čtyř), a pokud jsou vhodně doplněny ruskými satelity, mohou navigace traktoru nebo automatické zapínání a vypínání sekcí u postřikovače fungovat nepřetržitě.
Přijímač musí být na příjem signálu Glonass vybaven, neboť ten se vysílá na rozličných frekvencích. Dokonce se vyrábí již i tříkonstalační verze přijímačů schopných příjmu signálů GPS, Glonass a Galileo.

 

Klíčové informace

– GPS navigační systémy přispívají k dalšímu zvýšení efektivity výroby.
– Navigacím nahrávají velkovýrobní podmínky a používání nářadí o širokém záběru za výkonnými traktory.
– K dispozici je široké spektrum různých provedení navigací, od jednoduchých manuálních verzí až po profesionálně vybavené, plně integrované autopiloty.

 

Ing. Petr Beneš

Napsat komentář

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

deník / newsletter

Odesláním souhlasíte se zpracováním osobních údajů za účelem zasílání obchodních sdělení.
Copyright © 2022 ČTK. Profi Press, s.r.o. využívá zpravodajství z databází ČTK, jejichž obsah je chráněn autorským zákonem. Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti, a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
crossmenuchevron-down