Orientador: Paulo Sergio Graziano Magalhaes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-05T10:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cerri_DomingosGuilhermePellegrino_D.pdf: 4121488 bytes, checksum: 9b91abea04eca837abde9f7e2597aa56 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A presente pesquisa visa instrumentar uma colhedora de cana-de-açúcar para obtenção de mapas de produtividade da cultura e ao mesmo tempo, avaliar e correlacionar os atributos físicos e químicos do solo com os dados de produtividade. Os mapas foram elaborados para uma área de 42 ha da Usina São João Açúcar e Álcool localizada em Araras, SP. O sistema de mapeamento de produtividade de cana-de-açúcar desenvolvido (SIMPROCANA) utiliza células de carga como instrumento de determinação do peso do material colhido e é capaz de mensurar o fluxo de rebolos que passa pela esteira antes de serem lançados ao veículo de transbordo. Estes dados, juntamente com as informações obtidas por um Sistema de Posicionamento Global (GPS) instalado na colhedora, permitem, com o auxilio de um Sistema de Informação Geográfica ¿ SIG, a elaboração de mapa digital que representa a superfície de produção para a área colhida. Este sistema foi testado em laboratório e em campo. O SIMPROCANA representou satisfatoriamente a variabilidade espacial da produtividade da cultura. O peso obtido por esse sistema, comparado com o da carga de cana na balança da usina, apresentou um erro médio de 0,96% com um máximo de 6,4%. O resultado deixa de ser satisfatório quando se compara o peso obtido pelo SIMPROCANA com aquele proveniente do transbordo pesado no campo. O erro médio associado nesse caso é aproximadamente dez vezes maior quando se faz a associação com o peso na balança da usina. Os mapas dos atributos físicos e químicos do solo (granulometria, macro e micronutrientes, acidez, densidade e resistência à penetração) foram confeccionados com base em duas amostragens em anos consecutivos. Na primeira, com o auxílio de um veículo amostrador, foram coletadas 170 amostras na área de 42 ha em uma malha regular de 50 x 50 m. Na segunda, coletou-se 49 amostras em malha de 100 x 100 m definida em base nos alcances máximos obtidos pela análise geoestatística da primeira amostragem. Os resultados da primeira amostragem foram correlacionados com a produtividade da cana-de-açúcar obtida pela pesagem dos transbordos em campo. Esse método alternativo de avaliação permitiu a utilização dos resultados da primeira amostragem, uma vez que a colhedora não estava devidamente instrumentada. Os dados da segunda amostragem foram relacionados ao mapa de produtividade obtido pelo SIMPROCANA. Os resultados das análises físicas e químicas usados para a construção dos modelos dos semivariogramas se ajustaram melhor para a malha de 50 x 50 m do que à de 100 x 100 m. As correlações entre produtividade e atributos do solo apresentaram valores baixos. Os maiores índices ocorreram para as variáveis cobre (0,55), altitude (-0,47%) e teor de argila (0,51%). Apesar dessas baixas correlações, foi possível recomendar uma aplicação variada de insumos baseando-se exclusivamente nas informações dos atributos químicos do solo. Simulações mostraram que os custos de aplicação em taxa variada de fertilizantes fosfatados e potássicos são praticamente 50% menores do que o valor calculado para a taxa fixa. Em relação à calagem não houve variação significativa nos custos de aplicação do calcário pelas duas maneiras / Abstract: The present research aims to instrument a sugarcane harvester in order to obtain the crop yield maps and, at the same time, evaluate and correlate the physical and chemical attributes of the soil using the yield data. In order to obtain these maps, an area measuring 42 ha located at São João Sugar and Alcohol Mill in Araras, São Paulo, Brazil. The yield mapping system of sugarcane crop developed (SIMPROCANA) uses load cells as an instrument to weighing the harvested material and it is capable to measure the flow passing by the matting before being launched to the transport vehicle. These data, together with the information obtained by a Global Positioning System (GPS) installed on the harvester, allow the elaboration of a digital map with the help of a Geographical Information System - GIS that represents the production on the surface for the harvested area. This system was tested under laboratory and field conditions. SIMPROCANA represented satisfactorily the spatial variability of the crop yield. The weight obtained by this system compared with that of sugarcane load in a mill's scale presented an average error of 0.96%, with a maximum of 6.4%. The result is not satisfactory anymore when it compares the weight obtained by using SIMPROCANA with that from the transportation vehicle weighed in the field. The average error associated in this case is around ten fold higher, when the association with the weight obtained in the mill's scale is performed. In relation to the making of map of physical and chemical attributes of soil (granulometry, macro and micronutrients, acidity, density, and resistance to penetration), two samplings were made in consecutive years. In the first sampling, 170 samples were collected in a 42 ha area in a regular grid of 50 x 50 m, helped by a sampler vehicle. In the second one, 49 samples in a 100 x 100 m grid defined by the maximum reaching obtained by geostatistics analysis performed at the first sampling. The results of the first sampling were correlated with the sugarcane yield obtained by means of weighing the transport vehicle in the field. This alternative method allowed the using of the results from the first sampling once the harvester was not properly instrumented. The data from the second sampling were related to the yield mapping obtained by using SIMPROCANA. The results of the physical and chemical analyses used for the construction of semivariograms models adjusted better at the 50 x 50 m grid when compared to that of 100 x 100 m. the correlations between the yield and the soil attributes presented lower values. The higher indexes occurred for the variable altitudes (- 0.47%), clay rate (0.51%), and copper (0.55). Despite these low correlations, it was possible to recommend a varied rate application of inputs based exclusively on the information obtained from the chemical attributes of the soil. Simulation tests showed that the application costs under a varied rate of phosphated and potash fertilizers are practically half of the value calculated for a fixed rate. In relation to the liming, there was not significative variation in the prices of lime application spread by both methods / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutor em Maquinas Agricolas

Orientador: Antonio Jose da Silva Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T18:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albiero_Daniel_M.pdf: 5056205 bytes, checksum: 94067cb876fadf926d673b4af8cc5f8c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho foi desenvolvido no campo experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP e teve como objetivo avaliar o novo sistema de preparo de solo Conservacionista em Faixas com "Paraplow" Rotativo, dando ênfase para a aplicação em sistemas de plantio voltados para agricultura familiar. A avaliação foi dividida em três grupos: caracterização da ferramenta como conservacionista; caracterização geométrica da faixa bem preparada; e determinação da configuração operacional ótima para a agricultura familiar. Foi utilizada a técnica de análise dimensional que através do planejamento experimental à ela atrelado define o elenco dos principais parâmetros a serem medidos e importantes para as respectivas determinações, caracterizações e comprovações. Com estes parâmetros definidos, em um total de vinte e dois parâmetros foram realizados o experimento em campo em um delineamento experimental totalmente aleatório, onde foi realizado o experimento com oito tratamentos, onde cada tratamento disposto em uma linha experimental com cinco pontos de coletas de dados antes, e cinco pontos de coleta de dados após a passagem da ferramenta. Para este arranjamento foram feitas duas repetições para cada parâmetro totalizando dezesseis linhas experimentais, perfazendo um total de dez pontos avaliados para cada tratamento. Com os dados coletados foi possível realizar as análises através da: estatística descritiva básica, análise dimensional e análise de variância. Os resultados obtidos demonstram claramente que o "Paraplow" Rotativo é uma ferramenta de preparo de solo conservacionista. As avaliações operacionais indicam que esta ferramenta acoplada a um motocultor de 12 cv é adequada a utilização pela agricultura familiar, tendo capacidades de campo compatíveis com as necessidades das pequenas propriedades. Comparações entre as metodologias da Análise Dimensional e a Análise de Variância de uma via simples, demonstram a superioridade da Análise Dimensional em estudos de dinâmica do solo e avaliações de máquinas de preparo de solo / Abstract: This work was developed in the experimental field of Agricultural Engineering CoI: of State University of Campinas, and it had as objective to evaluate the new system of tillage in strip conservationist with Rotary "Paraplow", it was given emphasis for application in seeding systems appropriate for small fanns. The evaluation was divide( three groups: characterization of tool as conservationist; geometric characterization of st determination of operation configuration for small fanns. It was used the dimensional analysis method for to define the experimental plannin, having been determined which parameters should be measured. These parameters, in a tota twenty two, they were arrangement in a experimental design completely random, where t were realized the experiment with eight treatments, each treatment was allocated in experimental strip, with five points of obtaining data, before and after the action of the tI for these arrangement were made two repetitions for each parameter, totalizing sixt experimental strips, with ten point of obtaining data for each treatment. With these data it ' possible to realize the analysis through: descriptive statistical; dimensional analysis; . variance analysis. The results demonstrate that the Rotary "Paraplow" is a tool of soil till conservationist. The evaluations show that this tool coupled with tiller with 12 cv appropriated for small fanns, it have been compatible field capacity with the needs of sn fanns. Comparisons between the methodologies of dimensional analysis and the varia: analysis of one way, showed the superiority of the dimensional analysis in studies of ~ dynamics and evaluations of soil tillage machines / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-23T01:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IznagaBenitez_ArsenioMiguel_M.pdf: 2599157 bytes, checksum: 62cbf688fdb44e17e90ca0c70b1216bf (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A deficiente uniformidade de distribuição de mudas das atuais plantadoras de cana-de-açúcar foi a motivação para o presente trabalho, que estuda o processo de ordenamento de toletes para viabilizar a dosagem de precisão. O estudo do processo de ordenamento tem como objetivo determinar as forças normais e tangenciais que atuam sobre as mudas visando predizer condições de escoamento e danificação mecânica das gemas. Implementou-se um modelo do comportamento mecânico da seção transversal da muda carregada radialmente com cargas estáticas. Os parâmetros do modelo foram determinados através dos recursos da otimização fornecidos pelo programa computacional ANSYS versão 5.1 e validados experimentalmente. O modelo permitiu simular e validar o fenômeno de escoamento de pequenas quantidades de mudas ordenadas segundo arranjos romboédricos bidimensionais junto à boca de saída de uma caçamba afunilada com ângulos de 30 e 60 graus. Para conseguir os referidos arranjos de mudas ordenadas foi proposto e avaliado experimentalmente um processo de ordenamento de mudas dentro de um ordenador mecânico de correntes. O princípio de funcionamento deste conjunto fundamenta-se na movimentação de esteiras laterais no sentido inverso ao fluxo das mudas. A avaliação foi realizada em duas posições angulares, três aberturas da boca de saída e duas velocidades rotacionais das esteiras. Verificou-se os danos que o conjunto ordenador provoca às mudas através do teste de brotação de gemas. O teste de brotação permitiu verificar estatisticamente, com um nível de significancia do 5%, que as mudas que passaram não foram danificadas pelo conjunto ordenador / Abstract: Billet spacing of existing sugarcane planters is far from uniform. Automatic billet ordering into parallel arrangements to feed precision meetering mechanisms was the main reason for undertaking the present work. The study quantifies tangential as well as radial forces acting on the billets looking for favorable conditions for material flow as well as reduce mechanicaldamage to the buds. A structural model for the radically loaded billet, under static loads, was implemented. The model parameters were determined using optimization techniques available at the software ANSYS and validated experimentally. Billet flow conditions were predicted using the model for small quantities of rhombohedral arrangements of billets orderly pilled on the surfaces of a bin bottom, converging at angles of30 and 60 0.A mechanical device for billet ordering was design, built and tested. The principIe of operation consist of roller type chains moving on inclined surfaces and carrying short slats in counter flow to the descending billets. The billets are ordered as they move down to the outlet opening. The device was tested for two angles of the conveying surfaces as well as three widths for the outlet opening and two rotational chain speeds. There was no statistically significantdamage to the billet buds as they passed through de ordering processo The mechanical damage was evaluated from the germination data obtained in the laboratory / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador : Oscar Antonio Braunbeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpato_CarlosEduardoSilva_D.pdf: 4999879 bytes, checksum: 5e89bc692a88201493ba5eea5cd8732b (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Zigomar Menezes de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_AntonianeArantesdeOliveira_M.pdf: 7757056 bytes, checksum: c54a909f157783d2976341075fcca561 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Com a adoção da colheita mecanizada no sistema de manejo da cana-de-açúcar, surge a preocupação da compactação do solo e seus efeitos danosos nos atributos físicos do solo, com reflexos na produtividade da cultura. Uma recente técnica de manejo da mecanização agrícola denominada controle de tráfego representa uma alternativa para o cultivo de cana-de-açúcar, pois separa as zonas de tráfego daquelas em que há crescimento das plantas, concentrando a passagem de pneus em linhas delimitadas, podendo diminuir substancialmente a compactação do solo. O presente trabalho teve por objetivo estudar o efeito do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar na compactação do solo, no sistema de cana colhida mecanicamente sem queima (cana crua). O projeto foi desenvolvido em área cultivada com cana-de-açúcar com os seguintes tratamentos: 1- cana-de-açúcar com colheita mecanizada tradicional; 2- cana-de-açúcar com controle de tráfego - aumento de bitola; 3- cana-de-açúcar com controle de tráfego - aumento de bitola e piloto automático. Os atributos físico-hídricos do solo avaliados foram: análise granulométrica, densidade do solo, estabilidade de agregados, porosidade do solo, resistência do solo à penetração, teor de matéria orgânica, curva de retenção e intervalo hídrico ótimo nas profundidades de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m, em diferentes locais de coleta das amostras. O trabalho foi realizado dentro de um experimento trifatorial, com parcelas subsubdivididas no delineamento em blocos ao acaso. Os efeitos positivos devido ao uso do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar não foram identificados, conforme esperado pela hipótese deste trabalho. Verificou-se aumento da densidade do solo e diminuição do diâmetro médio ponderado, diâmetro médio geométrico e porcentagem de agregados > 2,0 mm, tanto em profundidade como da linha de plantio em direção ao rodado do trator. Os valores de macroporosidade diminuíram da linha de plantio em direção ao rodado e a microporosidade apresentou resultados inversos. As curvas de retenção de água demonstraram um aumento da disponibilidade de água em profundidade. O intervalo hídrico ótimo permitiu verificar que os manejos com controle de tráfego apresentaram uma melhor disponibilidade de água às culturas. Não se obteve diferença significativa entre as produtividades tanto entre manejos como entre anos / Abstract: The adoption of mechanized harvesting associated to the sugar cane handling system generates ground compaction which affects soil physical attributes and consequently crop productivity. The recent handling technique named traffic control is viewed as an alternative for sugar cane mechanization, in which traffic space is separated from plant growing spaces, concentrating the tires path in delimited lines, being able provide significant reduction of soil compactation. The present work had the objective of studying the effect of traffic control in areas cultivated with sugar cane supported by mechanical harvesting system with no straw burning practice (raw sugar cane). The project was developed in area cultivated with sugar cane including the following treatments: 1 - sugar cane with traditional mechanized harvesting; 2 - sugar cane with traffic control - augmented span; 3 - sugar cane with traffic control - augmented span and automatic driving. The evaluated soil physical-hydrological attributes included: grain sized analysis, soil density, aggregate stability, soil porosity, soil resistance topenetration, organic matter content, substances retention curves and optimal hydrological interval at the depths of 0.00-0.10 m, 0.10-0.20 m and 0.20-0.30 m, at different places of sample collection. The research work was carried under a tri-factorial experimental design, with parcels subdivided into random block-type delineation. The positive effects of traffic control in areas cultivated with sugar cane were not been identified, as it was expected and stated in the hypothesis of this research work. Increasing soil density and reduction of the weighed average particle diameter was verified, geometric average particle diameter and percentage of aggregates > 2.0 mm, in depth as well as on tractor tire path. Macroporosity values showed lower values on tractor tire path on the plantation line and microporosity presented inverse results. Water retention curves had demonstrated increasing values of available water at increasing depth values. The minimum limiting water range allowed verifying that the management systems with traffic control had presented better water availability to sugar cane crop. Significant productivity differences between management systems and growing years had not been observed / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:39:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlbrechtNeto_Efraim_M.pdf: 3751495 bytes, checksum: 0e5091991dd69da4f6549274265d1bf5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O sistema mecanizado de colheita da cana-de-açúcar utilizado atualmente no Brasil tem como característica a colheita de cana picada, necessita de altos investimentos para a sua implantação e gera perdas significativas de matéria-prima. Com o intuito de aproveitar a infraestrutura disponível nas usinas do país, bem como diminuir as perdas de matéria-prima na colheita, pesquisas têm sido realizadas para viabilizar a colheita mecanizada de cana inteira. Neste sistema, um dos principais obstáculos a ser superado é a remoção das folhas dos colmas de cana-de-açúcar. Este trabalho teve como objetivo projetar, construir e avaliar uma unidade de despalhamento piloto para cana-de-açúcar com rolos oscilantes montados em série, que será acoplada a uma colhedora de cana inteira. Para tanto foi avaliado a influência de três parâmetros operacionais na eficiência de limpeza do mecanismo. Dos três parâmetros analisados: distância entre rolos, carga aplicada pela mola aos calmos e velocidade tangencial dos rolos, o que apresentou maior influência sobre a eficiência de limpeza foi a velocidade tangencial dos rolos. A remoção do palhiço dos colmos de cana-de-açúcar ocorreu por intermédio da raspagem dos rolos e da força aplicada por estes aos colmos para provocar a aceleração observada nos mesmos / Abstract: Mechanical harvesbng of sugarcane in Brasil is done mainly through the chopped cane system which requires lugh capital investments a has high harvesting losses. A desirable harvesting system should take advantage of existing infra-structure, use harvesting principles associated with lower cane losses as well as utilize lower cost and simpler components. Under these conditions the whole stalk cane system has better characteristics to fulfill the above requirements. The objective of this work was to design, build and test a mechanical detrasher capable to be attached to a field whole stalk cane harvester. Three main factors related to detrashing efficiency were experimentally studied: clearance between upper and lower roller slats; level of spring load and tangential velocity of the rubbing slats. Roller speed was the main factor affecting detrashing perfomrmance. Direct rubbing action of slats on the cane stalks and inertial forces applied by the slats on the leaves were accounted for the main detrashing action / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Paulo Sergio Graziano Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gray_GuilhermeRibeiro_M.pdf: 11052477 bytes, checksum: 4106db7b8398251659f37b31c9ee0684 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O Brasil, apesar de líder mundial de produção de cana-de-açúcar, possui baixos índices de mecanização da colheita. A colheita da cana-de-açúcar envolve cinco operações básicas, que são o corte dos colmos na base e no ponteiro, a alimentação dos colmos para o interior da colhedora, a retirada das folhas e a picagem do colmo que é opcional, porém ainda hoje há uma carência de processos para efetuar estas operações de forma eficiente. O corte de base utilizado nas colhedoras convencionais é composto de discos duplos posicionados na entrelinha, entretanto não é adaptado para o sistema de plantio no sulco, e como não apresenta recursos de flutuação independente para cada disco implica na movimentação de grande quantidade de solo. A ausência de um mecanismo flutuante provoca aumento dos índices de impurezas na matéria prima, que implicam na redução da qualidade tecnológica da matéria-prima fornecida para moagem e perdas de cana no campo, além de requerer alta potência para cortar e movimentar o volume de solo. Diante do exposto, a presente pesquisa teve por objetivo projetar, simular, construir e avaliar em caixa de solo uma suspensão pantográfica para o cortador basal de cana-de-açúcar para ser aplicado em sistema semi-mecanizado (auxílio mecânico) de colheita. As simulações foram realizadas utilizando o programa computacional Matlab® permitindo a obtenção da rigidez da mola da suspensão pantográfica e sua deformação na montagem de forma que haja a flutuação do mecanismo de corte basal sobre o perfil do solo. Tal condição pôde ser obtida na medida em que a força de interação patim-solo fosse mínima e não nula. A suspensão pantográfica projetada foi construída e montada em caixa de solo para avaliação em perfil de solo senoidal com amplitude entre 25 mm e 50 mm e distância entre sulcos de 1,5 m. Os resultados demonstraram que o mecanismo projetado realiza o seguimento do perfil do solo de forma satisfatória com erro médio de 8,5 mm e 9,1 mm para as velocidades de deslocamento da colhedora de 0,14 m.s-1 e 0,42 m.s-1 respectivamente / Abstract: In spite of been the world leader in sugar-cane production, Brazil have low indexes of harvester mechanization of sugar-cane. The sugar-cane harvesting involves five simple operations, that are the cut of the stems in the base and in the top, feeding of the stems for the interior of the harvester, remove the leaves and the cutting the stem in billets which is optional. However today there is a lack of processes to make these operations in an efficient way. The base cut used in the conventional harvesters is made of double disks positioned in the inter row, however it is not adapted for the furrow planting system used in Brazil, and since it does not present capability of independent flotation for each disk it implicates in the movement of a great amount of soil. The absence of this mechanism increasing the indexes of mineral material in the raw material, which implicates in the reduction of the technological quality of the raw material supplied for grinding and cane losses in the field, besides requesting high power to cut and to move the soil volume. This research project had for objective to design, to simulate, to build and to evaluate in soil bin a pantographic suspension of a sugar-cane base cutter to be used in a harvester semimechanized system (mechanical-aid). The simulations were accomplished using the computational program Matlab® allowing the determination of the suspension spring stiffness and its initial deformation in order to guarantee the flotation of the mechanism on the soil profile. Such condition can be obtained when soil-skidder interaction force is maintained in a minimum but never null. The suspension projected was built and mounted in soil bin for evaluation in a soil sine wave profile amplitude of 25 mm and 50 mm and length of 1,5 m. The results shows that the designed mechanism accomplishes its objectives satisfactory with errors between 8,5 mm and 9,1 mm for the harvester forward of 0,14 m.s-1 and 0,42 m.s-1 respectively / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Padrões internacionais baseados no protocolo de comunicação digital serial CAN - Controller Area Network - têm sido elaborados e adotados em aplicações que utilizam eletrônica embarcada em máquinas e implementos agrícolas. No Brasil, a aplicação do CAN é restrita a máquinas e implementos importados. Verifica-se também, a necessidade de fornecer subsídios e auxílio às pequenas e médias indústrias nacionais de equipamentos agrícolas, para que estas possam oferecer equipamentos compatíveis no mercado, através da implementação desses padrões em seus produtos. Este trabalho apresenta a pesquisa de circuitos integrados, transceptores, dispositivos de instrumentação mais elaborados (receptores GPS, computadores embarcáveis, computadores portáteis, rádios digitais e atuadores e sensores inteligentes) e protocolos de alto nível para o desenvolvimento de sistemas baseados no CAN. A sistematização dos resultados origina um documento referencial prático do CAN para projetos de máquinas e implementos agrícolas, e para automação de sistemas agrícolas, como estufas, sistemas de irrigação e criadouros. / International standards based on the digital data communication protocol CAN - Controller Area Network - are being developed and applied to embedded electronics in agricultural and environmental area to integrate different devices. In Brazil, the application of CAN is restricted to imported machines. Small and medium manufactures also need some support to apply this technology and offer compatible equipment to the market. This work present the searching of integrated circuits, transducers, elaborated devices (GPS receivers, embedded computers, handled computers, digital radios and intelligent sensors and actuators) and high level protocols for the development CAN based systems. The systematization of the results generate a practical reference documentation of CAN for agricultural machinery (tractor, combine and implements) designs and agricultural automation designs, such as irrigation, greenhouse and livestock systems.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-09-05T18:31:56Z No. of bitstreams: 2 Giuseppe Eugênio Peruzo Iacono.pdf: 2577047 bytes, checksum: bb62d55c3be7ddb1b3582f74cf39b66b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T18:31:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Giuseppe Eugênio Peruzo Iacono.pdf: 2577047 bytes, checksum: bb62d55c3be7ddb1b3582f74cf39b66b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The great challenge presented to the fuel market nowadays, is to find new energy alternatives, especially for diesel engines, since they represent almost the half of the national and international fleet, mostly transport means. Therefore, the aim of this research is evaluating the engine performance of an agricultural tractor used in ordinary field tasks, fueled with pure diesel A-S500, binary blends (diesel-biodiesel) and ternary blends (diesel-biodiesel-ethanol). The mechanical performance of the tractor was measured by an Eddy Current Dynamometer coupled to the tractor’s PTO, the gas emissions were measured by a combustion analyzer, and the high calorific value, measured by a calorimeter. The proposed diesel-biodiesel binary proportions (B7, B10, B15 and B20) were based on Law 13.263/2016 and the CNPE Resolution N.3/2015. These binary blends were evaluated without ethanol (E0) and in proportions of 1%, 3%, and 5% of anhydrous ethanol (99.6% purity). The dynamometric tests had four replicates, as calorific measurements were performed in triplicate and emission measurements were collected only once for each treatment. The results demonstrate that the calorific values decreased with the addition of ethanol and biodiesel. Power output remained stable with the addition of biodiesel, but decreased with the ethanol addition to all mixtures. In blends without ethanol, the power output increased with increasing biodiesel. Torque values decreased with the addition of ethanol to the mixtures. Compared to the B7E0 (commercial diesel), the decreases of Torque varied between 0.5% in B20E0 and 4.2% in B7E5 and B20E5. Brake specific consumption increased with the addition of biodiesel and ethanol, with slightly higher biodiesel influence in this increase. The thermal efficiency increased with the addition of ethanol, with emphasis on the B15E5 treatment that reached over 40% efficiency. The torque back up for six of the seventeen fuels stayed in the range considered regular, the other eleven had the performance on the range considered poor. The emission analysis showed that the amount of O2 in gas emissions decreased with the increase of the applied load. Reverse behavior occurred with CO2, which increased with increasing load. Biodiesel caused a small increase in NOx emissions in some blends, especially at high loads. On the other hand, ethanol caused a decrease of this gas in all treatments. It was verified that the addition of biodiesel and ethanol reduced CO emission at full load, with ethanol having a stronger effect. For low and medium loads, CO values were considered to be negligible. The temperature of the exhaust gases increased with increasing charge. However, the addition of oxygenated fuels had no effect on the temperature of the gases. / O grande desafio que se apresenta para o mercado de combustíveis atualmente é encontrar novas alternativas energéticas, especialmente para os motores movidos a diesel, uma vez que estes representam quase a metade da frota nacional e internacional, representados em sua maioria pelos meios de transporte. Nesse contexto, o intuito desta pesquisa foi avaliar o desempenho do motor de um trator agrícola empregado em tarefas de campo utilizando como combustíveis: diesel puro A-S500, misturas binárias (diesel-biodiesel) e ternárias (diesel-biodiesel-etanol). O desempenho mecânico do trator foi medido por um dinamômetro de correntes de Foucault acoplado à tomada de potência; as emissões de gases foram mensuradas por um analisador de combustão; e o poder calorífico superior foi medido por um calorímetro isotérmico. As proporções binárias diesel-biodiesel propostas (B7, B10, B15 e B20) foram fundamentadas na Lei nº 13.263/2016 e na Resolução CNPE nº 3/2015. Essas misturas binárias foram avaliadas sem etanol (E0) e nas proporções de 1%, 3%, e 5% de etanol anidro (99,6% de pureza). Os ensaios dinamométricos tiveram quatro repetições; as medições de poder calorífico foram realizadas em triplicata; e as medições de emissões foram coletadas uma única vez para cada tratamento. Os resultados demonstram que os valores de poder calorífico decresceram com a adição tanto de etanol quanto de biodiesel. A potência se manteve estável com a adição de biodiesel, mas diminuiu com a adição de etanol para todas as misturas. Nas misturas sem etanol, houve aumento da potência com o incremento do biodiesel. Os valores de torque reduziram com a adição de etanol às misturas. Comparados ao B7E0 (diesel comercial), os decréscimos de torque variaram para um mínimo de 0,5% em B20E0 ao decréscimo máximo de 4,2% em B7E5 e B20E5. O consumo específico aumentou com a adição de biodiesel e etanol, com influência ligeiramente maior do biodiesel neste aumento. A eficiência térmica aumentou com a adição de etanol, com destaque para o tratamento B15E5 com eficiência acima de 40%. A reserva de torque para 6 dos 17 combustíveis avaliados ficou na faixa de desempenho considerada regular; os outros 11 foram considerados ruins. As análises de emissões mostraram que a presença de O2 nas emissões de gases diminuiu com o aumento da carga aplicada. Comportamento inverso ocorreu com CO2, que aumentou com o acréscimo da carga. O biodiesel provocou um pequeno aumento nas emissões de NOx em algumas misturas, principalmente em cargas mais altas. Já o etanol, causou decréscimo desse gás em todos os tratamentos. Foi verificado que a adição de biodiesel e etanol reduziu a emissão de CO à plena carga, sendo que o etanol tem efeito mais contundente. Para cargas baixas e médias, os valores de CO foram considerados irrisórios. A temperatura dos gases de exaustão aumentou com o acréscimo da carga. Todavia, a adição de combustíveis oxigenados não produziu nenhum efeito na temperatura dos gases.

Com o avanço da agricultura de precisão, em que a variabilidade da produtividade entre os diversos pontos de uma determinada área é levada em consideração, é necessário aprimorar, cada vez mais, o sistema de coleta de dados, para que os resultados possam ser confiáveis. Dentre outros, faz-se necessário conhecer o desempenho dos sensores localizados nas colhedoras, para que se saiba o nível de acurácia dos dados de campo para a geração dos mapas de produtividade. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar o desempenho, sob condições controladas, de um equipamento comercial, especialmente o sensor de fluxo de volume e suas interações com os sensores de inclinação, de velocidade de deslocamento da máquina e de grau de umidade dos grãos, destinados à mensuração da produtividade de culturas de grãos em geral. Foi montada uma bancada de ensaio constituída de um tanque alimentador com comporta de abertura variável, que escoa grãos a um condutor helicoidal, que são transportados para um elevador de taliscas de uma colhedora comercial. Os grãos transportados pelo elevador passam através dossensores de fluxo de volume e grau de umidade e, em seguida, são descarregados num tanque superior suspenso por uma célula de carga com capacidade de 2.000kg (desprezando a variação da gravidade com relação ao nível do mar) para que os dados de massa sejam comparados com os registrados pelo sensor de fluxo de volume. O monitor de produtividade foi ensaiado na bancada para simulações de fluxos constantes e variados em três diferentes posições transversais do elevador. Os resultados mostraram que a bancada de ensaio mostrou-se eficiente para os tipos de ensaios propostos. Sua estrutura é resistente e a variação da angulação do elevador é de fácil manejo. A geometria da construção do tanque de alimentação mostrou-se eficiente para fornecer vazões uniformes com o tempo, obtendo-se taxas de fluxo constantes dentro dos limites de 2,0 a 8,0kg.s-1. O sensor de velocidade apresentou erro médio relativo de 0,31% e o de grau de umidade, erro médio em módulo de 5,01% para as condições estudadas. Quanto mais afastado do fluxo médio de calibração, pior é a estimativa do fluxo pelo monitor de produtividade. O erro médio geral dos ensaios com taxas de fluxo constantes foi de –5,31%, com desvio padrão de 4,14. O monitor propiciou, em 70% dos ensaios, erros pontuais menores que 6% para ensaios com fluxo constante. Suas leituras superestimaram valores menores do que o ponto da taxa de fluxo média de calibração e subestimaram valores para taxas de fluxo maiores que este ponto. As leituras do monitor responderam imediatamente as variações impostas ao fluxo processado pelo elevador de grãos. O clinômetro ou o algoritmo que considera a inclinação é eficiente para compensar as inclinações transversais da máquina, mesmo em condições de taxas de fluxo variadas. O erro médio geral dos ensaios com taxas de fluxo variadas, calculado a partir do erro médio em módulo de cada ensaio foi, 4,84%. O erro médio global encontrado do monitor de produtividade para as leituras com taxas de fluxo constantes e variadas, foi 5,12%. / With the progress of the precision agriculture where spatial yield variability is taken into account, it is necessary to improve data collection so the results can be more reliable. It is necessary to understand how yield sensor used on combines works in order to know the accuracy of the field data for generation of the yield maps. This work aims to characterize the performance, under controlled conditions, of a commercial equipment, its yield sensor and interactions with the hillside sensor, forward speed sensor and grain moisture sensor. A test bench with a tank feeder was built with a variable opening floodgate, which drains grains to the foot of the paddle elevator of a commercial combine. The grain flow transported by the elevator pass through the yield and moisture sensor and is unloaded in a superior tank hold by a load cell with capacity of 2.000kg (desconsidering the variation of the gravity) so that the mass data is compared with that registered by the monitor. The monitor was tested on simulations of constant and variable flow rates in three different transverse positions of the elevator. The results showed that the test bench was shown efficient for the types of proposed tests. Its structure is resistant and the variation of the angle of the elevator is of easy handling. The geometry of the feeding tank was shown efficient to supply uniform flow rates, between 2,0 and 8,0kg.s-1. The speed sensor showed relative mean error of 0,31% and the moisture sensor presented a module mean error of 5,01%. Flow estimation got worst increasing or decreasing the flow rate apart from calibration region. Main mean error of the test with constant flow rates was of -5,31%, with standard deviation of 4,14. On 70% of the test monitor, readings resulted in erros less than 6,00% with constant flow. Its readings overestimated flow values under the mean flow rate of calibration and underestimated flow above it. The readings of the yield monitor responded to the variations imposed to the flow through by the elevator immediately. The hillside sensor and the algorithm that considers the inclination are efficient for compensating the transverse inclinations of the machine, even in conditions of varied flow rates. The general mean error test with varied flow rates, was 4,84%. The global mean error shown by the yield monitor for the readings with varied and constant flow rates was 5,12%.