- Einleitung: Projektvorstellung 3D – Saat - Material und Methode zur Einflussermittlung von Bodenparametern auf die Ergebnisse der Feuchtemessung - Präsentation und Diskussion der Ergebnisse - Zusammenfassung und Ausblick

• Wo stehen wir bei Precision/Smart Farming – Immer mehr Elektronik? • Einstellbarkeit von Maschinen • Verschneiden von Informationen – Funktioniert das automatisch? – Analog und Digital kombinieren • Das Ziel ist der Weg – aber kennen wir es? • Wahl des Bodenbearbeitungswerkzeugs • Beispiele für die Anwendung – Bodenbearbeitung – Saat • Und die Beratung?

Die Messung magnetischer Felder ist in der Sensorik von großem Interesse. Benötigt werden dazu physikalische Effekte, die magnetische Größen in elektrische Größen umsetzen. Ein interessanter Vertreter ist dabei der Riesenmagnetowiderstand (GMR). Systeme, die den GMR zeigen, sind Thema dieser Arbeit. Die untersuchten Systeme lassen sich in zwei Typen einteilen: Multilagen bestehen aus einer großen Zahl (30-40) nominell identischer Doppellagen aus abwechselnd ferromagnetischem und nichtmagnetischem Metall. Diese Systeme zeigen eine Widerstandsänderung mit der Stärke des externen Magnetfeldes. Untersucht wurden Schichten Co/Cu und NiFe/Cu. Es konnten Schichten mit einer Sensitivität von 3.2%/mT präpariert werden. Für den Rückgang der Signalstärke bei erhöhten Temperaturen sind, abhängig von der Cu-Dicke, zwei unterschiedliche Mechanismen verantwortlich. Diese werden diskutiert. Spin Valves bestehen aus Einzellagen unterschiedlicher Materialien (antiferro-, ferro- und paramagnetisch), meist Metalle, die eine Widerstandsänderung mit der Richtung des externen Magnetfeldes zeigen. Untersucht wurden Systeme, die auf NiO, FeMn und IrMn basieren. Die Temperaturabhängigkeit dieser Systeme zeigt Eigenschaften, die für die kommerzielle Nutzung wichtig sein können. Die mikroskopischen Ursachen werden diskutiert. Ein neu entwickeltes, leistungsfähiges Modell kann das sensorische Verhalten dieser Systeme sehr gut nachbilden und erlaubt so einen Einblick in die internen Vorgänge.

Eine sensorbasierte Überwachung des Anlagenzustands stellt eine Voraussetzung für die zustandsabhängige Instandhaltung dar. Ein kabelloses funkbasiertes Messsystem senkt den Installationsaufwand erheblich und ermöglicht Messungen auch an schwer zugänglichen Orten. Zudem reduziert ein energieautarkes System den Wartungsaufwand, da zum Beispiel Batteriewechsel überflüssig werden. Das vorliegende Werk beschreibt die softwareseitige Optimierung eines solchen bestehenden Sensorkonzepts. Zu diesem Zweck wurde ein Messkonzept zur Bestimmung der zur Datenübertragung benötigten Sendedauer entwickelt, welches einen Vergleich mit dem bestehenden Sensorkonzept ermöglicht.:Abbildungsverzeichnis ... VII Tabellenverzeichnis ... IX Abkürzungsverzeichnis ... X 1 Einleitung ... 1 2 Stand der Technik ... 3 3 Gegenstand und Untersuchung ... 9 3.1 Verwendete Hardwarekomponenten ... 9 3.1.1 Kommunikationszentrum und Zentralorgan des Sensornetzwerks ... 9 3.1.2 Leitwerte ... 11 3.1.3 Sensorknoten ... 11 3.2 Netzwerkkommunikation mit HTTP ... 18 3.3 Beschreibung des messtechnischen Basiskonzepts ... 21 3.4 Gesamtenergiebilanz des Sensorknotens und Optimierungspotentiale ... 24 4 Darstellung und Bewertung von IT-Konzepten zur Verbesserung der Energieeffizienz ... 27 4.1 OSI-Schichtenmodell und Einordnung des bestehenden Sensorkonzepts ... 27 4.2 Alternativen in den transportorientierten Schichten ... 29 4.3 Alternativen in den anwendungsorientierten Schichten ... 32 4.4 Übersicht und Vergleich der vorgestellten Protokolle ... 35 4.5 Auswahl des MQTT-Protokolls ... 38 5 IT-Konzept zur kommunikationstechnischen Optimierung des Basiskonzepts ... 43 5.1 Softwaretechnische Implementierung der Datenübertragung mittels MQTT-Protokoll ... 43 5.2 Softwaretechnische Anpassung der Leitwerte ... 45 5.3 Beschreibung des Gesamtkonzepts im Sollzustand ... 48 6 Messtechnische Untersuchung ... 51 6.1 Messtechnische Strategie zur Ermittlung der Sendeleistung und der Sendedauer ... 51 6.1.1 Messschaltung ... 51 6.1.2 Übersicht über gesamten Messaufbau ... 58 6.2 Ergebnisse der Untersuchung und Gegenüberstellung der Resultate ... 60 6.3 Nachbetrachtungen ... 66 7 Zusammenfassung und Ausblick ... 69 Inhaltsverzeichnis ... 71

In Partnerschaft mit dem VDI-Kolloquium Bodenbearbeitung erwarten Sie am Institut für Bau- und Landma­ schinentechnik/lBL interessante Workshops, Vorträge und Diskussionen zu Anforderungen, Möglichkeiten so­ wie Trends in der Bodenbearbeitung und deren Auswirkungen auf ein zukünftiges Biosphärenmonitoring. Das vom BMBF geförderte Innovationsforum SeBiMo hat das Ziel technologische Lösungsansätze für eine effektive und universelle Bodensensorik zu identifizieren, die eine exakte Zustandsbestimmung direkt im Boden bzw. in der Pflanze ermöglichen. Das interdisziplinär aufgestellte Forum bündelt dabei Kompetenzen von Sen­ sorik-Entwicklern und -Herstellern, Agrartechnikunternehmen, Dienstleistern für die Landwirtschaft sowie For­schungseinrichtungen aus Mitteldeutschland. Die Partner des Innovationsforums streben an, sensortechnische Verfahren für eine umfassende Bodenraumerkundung und für die Bestimmung wesentlicher Pflanzenparameter zu definieren, die über Einzellösungen hinausgehen und der Landwirtschaft Handlungsempfehlungen für den gesamten pflanzenbaulichen Prozess von der Bodenbearbeitung bis zur Ernte geben. Die Ergebnisse werden im Rahmen dieser Veranstaltung präsentiert und diskutiert.

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Motivation - Einsatz gezogener, passiver Werkzeuge als Universalgeräte zur Bodenbearbeitung Probleme: - Zugkraftbedarf - Verschleiß - Verfahrenssicherheit

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Mess- und Sensortechnik beinhaltet. / Scientific series containing dissertations of the Professorship of Measurement and Sensor Technology.

Metall- und Maschinenbauunternehmen müssen im Durchschnitt pro Jahr ca. zwei Prozent ihres Umsatzes für Strom und Erdgas ausgeben und die Unternehmer gehen von weiteren Preissteigerungen aus. Damit rückt das Thema Energieeinsparung stärker denn je in den Fokus und wird zu einem strategischen Faktor. Um Kosten zu sparen und Wettbewerbsvorteile zu sichern, ist es notwendig, zielgenaue Energieeinsparmaßnahmen einzuleiten. Die ersten Maßnahmen, welche die meisten Maschinenbauunternehmen umsetzen, sind die Erneuerung der Beleuchtungs-, Heizungs- und Lüftungsanlage, die Verbesserung der Drucklufterzeugung sowie die thematische Sensibilisierung der Mitarbeiter. Aber auch in Maschinen mit ihren dazugehörigen elektrischen Antrieben, Lüftern und Aggregaten verbirgt sich eine große Menge an Optimierungspotenzial. Allerdings ist es hier notwendig nicht die Verbraucher im Einzelnen, sondern die Maschine und deren Prozesse im Ganzen zu betrachten. Meist fehlen hierfür aber geeignete Schnittstellen, um die Messwerte von Sensoren (bspw. Temperatur-, Drucksensoren, etc.) und Antrieben auslesen zu können, was dazu führt, dass diese Potenziale nicht ausgeschöpft werden.