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Mobile Maschinen 6/2016

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Mobile Maschinen 6/2016

SPS IPC DRIVES

SPS IPC DRIVES 2016 I SPECIAL Antennentechnik für die Landwirtschaft von morgen Noch genauer navigieren mit GPS- und GNSS-Systemen Halle 10, Stand 332A müssen die Landwirte auch verstärkt in moderne Technik investieren, um die Flächen Saison für Saison effizient zu düngen, zu bepflanzen, zu bewässern und abzuernten. Über Funktechnologien und GPS-Daten können sie kontinuierlichen Zugang zu detaillierten Monitoring-Daten ihres Fuhrparks erhalten. Es geht dabei nicht nur um die Fahrzeugposition, sondern auch um Treibstofffüllstände, anstehende Wartungsaufgaben, Fehlermeldungen, Betriebszustand, Öltemperatur, Reifendruck und Informationen über den Ernteertrag des Fahrzeugs, um seine Produktivität zu ermitteln. Diese Informationen können in vielfältiger Weise genutzt werden: vom Informieren eines Ersatzteillieferanten über ein zu ersetzendes Bauteil, bis hin zum Leistungsvergleich und der Ermittlung der Erntedifferenzen zwischen den Erntemaschinen. Anhand solcher Vergleiche kann ermittelt werden, ob es sich bei zu geringer Ausbeute um einen mechanischen Fehler handelt oder den Bedienfehler eines neuen Maschinisten. Im Bereich des Precision Farmings haben die Innovationen der drahtlosen Kommunikation in den letzten Jahren zu bemerkenswerten Fortschritten geführt. So hatte nicht zuletzt die Einführung der Satellitennavigation (GNSS) positive Auswirkungen auf Effizienz und Kostenreduktion. Antennen von PCTEL sind eine wichtige Komponente in den fortschrittlichen Landwirtschafts-Systemen. Mit GPS-basierten Lösungen lassen sich unter anderem Traktoren auf Feldern genau lokalisieren. Somit wird es möglich, ihre Fahrwege im Sinne des Parallel Tracking nachhaltig und automatisch zu optimieren. GPS leistet aber auch wichtige Dienste bei der Geländevermessung. Beim Field Mapping lässt sich die Lage von Steinen, Schlaglöchern, Stromkabeln und anderen Hindernissen aufzeichnen. Im Anschluss können die Traktoren diese Stellen umfahren, etwaige Schäden werden vermieden. Mithilfe von GPS lassen sich aber auch Schädlingsbefall oder hohes Unkraut nachhalten oder die Entnahmepunkte von Bodenproben lokalisieren. Möglich sind zudem Höhenlinienkarten, die Aufschluss über die Fruchtbarkeit verschiedener Bereiche eines Feldes geben. Fahrzeuge nahtlos im Griff Weil die landwirtschaftlich genutzten Flächen pro Betrieb immer größer werden, Wasserverschwendung vermeiden In den USA ist der Wasserverbrauch in der Landwirtschaft zunehmend ein „heißes“ Thema. Einige Bundesstaaten, insbesondere Kalifornien, stellen verschwenderische Bewässerungsmethoden neuerdings unter Strafe. Das US-Landwirtschaftsministerium schätzt, dass ca. 80 % des Wasserverbrauchs im Land auf die Landwirtschaft zurückgehen. Vielerorts werden Felder zur Bewässerung immer noch gezielt unter Wasser gesetzt. Das stellt nicht nur eine Verschwendung dar, sondern schadet auch den Feldern, schwemmt Pestizide und Dünger aus und kann den Bewuchs regelrecht ertränken. Innovationen auf diesem Gebiet haben in den letzten Jahrzehnten z. B. zur Einführung von Sensoren geführt, die die Feuchtigkeit im Boden messen und das Bewässerungssystem entsprechend regeln. Doch erst die Funktechnik hat die Effizienz in den letzten Jahren auf ein ganz neues Niveau gehoben. Selbst in abgelegenen Gegenden kann die Bodenfeuchte jetzt bis zu ein Mal pro Minute gemessen und das Wasser entsprechend geregelt werden – ohne dass irgendjemand vor Ort sein muss, um die Messgeräte abzulesen. Ausgerüstet mit einer 38 Mobile Maschinen 6/2016

SPECIAL I SPS IPC DRIVES 2016 GPS-Antenne kann ein automatisiertes Pivot-Beregnungssystem große Flächen gleichmäßig abdecken, ohne zu überwässern. Fehler korrigieren, Kosten senken Um mit GPS-Navigationssystemen sicher durch den Straßenverkehr zu kommen, reicht eine Genauigkeit von ca. 5 m. Die wirkungsvollsten Landwirtschaftssysteme jedoch benötigen eine Präzision von unter 1 m, um zwischen unterirdischen Bewässerungsleitungen und schmalen Furchen navigieren zu können. Saatgut wird immer teurer; GPS- und GNSS-Systeme können helfen die Kosten zu senken, indem z. B. eine doppelte Aussaat vermieden und die Ausbeute der Felder insgesamt erhöht wird. Doch um diese Präzision zu erreichen, muss das GPS-System selbst kleinste Fehler korrigieren, die z. B. durch Signalverzögerungen, Mehrwegausbreitung, Satellitenbahnfehler und Synchronisationsabweichungen entstehen. Dies lässt sich mit Hilfe differentieller Korrekturmethoden bewerkstelligen. Die erste differentielle Korrekturebene stellen dabei spezielle Dualband- GNSS-Systeme dar. Sie können multiple Satellitenkonstellationen verwenden wie z. B. GPS L1, aber auch GPS L2, L5, GLONASS und EGNOS/ GALILEO. Dabei werden allerdings Multiband-GNSS-Antennen benötigt. Antennen für jeden Einsatzbereich Zum Angebot von PCTEL gehören GPS-Basisstations-Referenzantennen, die sich in DGPS-Systemen verwenden lassen. In dieser Einsatzsituation ist jedes Fahrzeug für die Kommunikation mit der Referenz-Basisstation mit Antennen und mobilem GPS ausgerüstet. Für maximale Präzision darf die Basisstation nicht weiter als 8 km vom Fahrzeug entfernt sein. Sie muss sowohl über eine Bezugsantenne für GPS-Basisstationen verfügen als auch über eine Rundstrahlantenne, die das Differenzsignal an das Fahrzeug sendet. Die GPS-Antenne muss jederzeit mindestens drei separate Satellitensignale empfangen, um per Triangulation die Mit Multiband-GNSS-Antennen können Navigationsgenauigkeiten von unter 1 m erreicht werden eigene Länge und Breite ermitteln zu können. Ein viertes Satellitensignal wird für die Bestimmung der eigenen Höhe benötigt. Beim Frequenzband GPS-L1 wird der gesamte Planet mit 24 Satelliten abgedeckt, sodass jede Antenne ständig 8 bis 9 Signale empfangen sollte. Antennen mit hoher Breitbandabdeckung wie z. B. die 8111D-HR von PCTEL können bandexterne Interferenzen unterdrücken. Sie minimieren Oberwellenstörungen, die andere Antennen in der Nähe verursachen. Zudem können diese Antennen dank GLONASS-Kompatibilität den Kontakt zu einer größeren Anzahl von Satelliten aufrechterhalten, was die Empfängerpräzision erhöht. Im Sortiment von PCTEL gibt es auch besonders rauscharme GPS- Produkte für Fälle, bei denen die GPS-Antenne mit anderen Kommunikationssystemen an Bord in Konflikt geraten könnte. Robuste Technik automatisiert Landwirtschaft Antennen für Sprühsysteme und andere Fahrzeuge müssen nicht nur über besondere elektrische Eigenschaften verfügen, sondern auch noch mechanisch so konstruiert sein, dass sie aggressiven Chemikalien, Dieselöl, Schmierstoffen und anderen erdölbasierten Produkten widerstehen, die Gummi angreifen können. Sie müssen zudem den extremen Vibrationen trotzen können, die auf unebenem und holprigem Terrain unvermeidlich sind. Alle Produkte von PCTEL durchlaufen umfangreiche Umwelttests. So ist sichergestellt, dass die Antennen nicht nur bei Vibrationen und unter dem Einfluss von Agrochemikalien gut funktionieren, sondern auch dicht gegen Wasser und Staub sind. Schäden an der Elektronik lassen sich somit vermeiden. Die Landwirtschaft steht heutzutage unter enormem Kostendruck. Moderne drahtlose Plattformen können nicht nur Produktivitätssteigerungen von bis zu 800 % bewirken, sondern auch viele arbeitsintensive Abläufe automatisieren. Heutzutage lässt sich ein Schädlings- oder Krankheitsbefall schnell identifizieren und der Einsatz von Pestiziden genau nachhalten, was den Spielraum für menschliche Fehler stark eingrenzt. Mit GPS-Antennen und drahtloser Datenübertragung lassen sich auch große Landwirtschaftsbetriebe besser und kosteneffizienter verwalten – dank verbesserter Präzision auf den Feldern. www.de.pctel.com www.antenna.com Mobile Maschinen 6/2016 39