Das Prinzip einer Sämaschine ist relativ einfach: Das Saatgut wird in einen Säkasten geschüttet. Über eine Dosierwalze, die je nach Beschaffenheit des Saatgutes auszuwechseln ist, und ein Gebläse wird das Saatgut in die Ausbringschläuche geblasen. Auf diese Weise landet es gleichmäßig auf dem Ackerboden. Die Ausbringmenge ist abhängig von der Fahrgeschwindigkeit. Diese wird mit einem Sporenrad aufgenommen, das herkömmlich in mechanischer Ausführung über ein stufenlos verstellbares Ölbadgetriebe direkt mit der mechanisch starren Dosierwalze verbunden ist. Der Nachteil dieser Methode: Die auszubringende Menge des Saatgutes lässt sich schlecht regulieren. Weder eine Anpassung der Ausbringmenge noch eine Überwachung des Säbetriebs während der Fahrt sind möglich.

Das Sporenrad generiert über einen Sensor Impulse. Damit wird die momentane Fahrgeschwindigkeit gemessen, um die Ausbringmenge des Saatgutes laufend zu optimieren beziehungsweise konstant zu halten.

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Um hier Optimierungen zu erreichen, hat das österreichische Agrartechnik-Unternehmen Thomas Hatzenbichler die Firma Jetter beauftragt, Steuerung und Bedieneinheit der Sämaschinen des Typs Air8 und Air16 zu entwickeln und zu produzieren. Somit liefert nun ein Sensor Impulse vom Sporenrad an den Bordcomputer, eine starre Verbindung zwischen Sporenrad und Dosierwelle entfällt. Die laufend erfasste Frequenz wird in Fahrgeschwindigkeit umgerechnet. Gemeinsam mit den Werten der Ausbringmenge und der Kalibrierung, die der Landwirt für jedes Saatgut vornimmt, bestimmt die Frequenz die Drehzahl der Dosierwelle und damit die Menge an Saatgut pro Hektar. Auf diese Weise wird das Saatgut optimiert auf den Acker gebracht. Zudem kann der Fahrer im laufenden Betrieb die Ausbringmenge noch prozentual zur Grundeinstellung über das Bedienfeld verändern. Alternativ liefert ein Radarsensor, der die Geschwindigkeit über dem Ackerboden berührungslos misst, die Impulse an den Bordcomputer.

Auch ein Simulationsmodus steht dem Landwirt zur Verfügung. Dabei werden Motor und Dosierwalze unabhängig von der übrigen Mechanik der Sämaschine angetrieben. Bezeichnungen und entsprechende Kalibrierungsgrößen lassen sich in bis zu dreißig Jobs auf dem Bordcomputer abspeichern. Sowohl die Anwendersoftware als auch das Betriebssystem sind über einen USB-Stick direkt auf das Gerät überspielbar.

Der Bordcomputer ist mit verschiedenen Prüf- und Wartungsfunktionen ausgestattet. Hierzu zählen zum Beispiel Geschwindigkeitsanzeige (in km/h), Ist-Ausbringmenge, Riemenüberwachung, Motorüberwachung und Drehzahlregler. Üblicherweise wird der Bordcomputer einer Sämaschine direkt im Traktor angebracht. So hat der Fahrer die Möglichkeit, die Ausbringmenge auch während der Fahrt zu korrigieren. Für den optimalen Betrieb lässt er sich die notwendigen Parameter wie beispielsweise Füllstand oder Streckenzähler anzeigen. Der Bordcomputer wird vom Traktor aus mit 12 V versorgt. In seinem Inneren befinden sich der Prozessor, der Speicher für die Visualisierung und das Anwenderprogramm, das die Steuerung der Sämaschine übernimmt, sowie der CAN-Bus-Master. Display-Steuerung und Eingangs-/Ausgangsplatine sind intern über einen CAN-Bus verbunden. Der Bordcomputer ist mit einem 4,3-Zoll-TFT-Display mit 480 × 272 Pixeln ausgestattet, besitzt sechs Steuertasten und ein digitales Potentiometer (Digipot) zur Bedienung. Die Helligkeit des Displays lässt sich individuell auf die Lichtverhältnisse der Umgebung anpassen. Optional ist daneben eine Kamera anschließbar, um beispielsweise schlecht einsehbare Bereiche zu überwachen.

Die Eingangs-/Ausgangsplatine enthält neben den Ein- und Ausgängen einen CAN-Bus-Slave-Baustein. Dieser übernimmt abgesehen von der Kommunikation mit dem Displayboard die Erfassung der Impulse vom Geschwindigkeitssensor sowie die Geschwindigkeitsregelung des Walzenmotors. Auf diese Weise ist die Regler-Zykluszeit unabhängig von der Zykluszeit des Anwenderprogramms. Der Walzenantrieb besteht aus einem Gleichstrommotor, der über ein Getriebe und einen Zahnriemen mit der Walze mechanisch verbunden ist. So lässt sich die Walze je nach Beschaffenheit des Saatgutes – grob oder fein – einfach austauschen. Der Motor wird direkt von den Ausgängen über ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert, das die Drehzahl verändert.

Die Rolle der Software

Sowohl das Gehäuse als auch die Elektronik des Bordcomputers wurden den speziellen Anforderungen des Anwenders gemäß entwickelt.

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Ein wesentlicher Bestandteil heutiger landwirtschaftlicher Geräte ist die Bedienerführung mit Hilfe einfacher Bildschirmsymbole. Die Hatzenbichler-Bedienmasken werden mit dem Scada-Tool „JetViewSoft“ entwickelt. Mit ihm lassen sich Masken für unterschiedlichste Plattformen erstellen. Die gesamte Bedienung erfolgt durch Drag & Drop und der intelligente Tooltip im Objektpool dient der Objektvorschau ausgewählter Objekte. Zudem sind mehrere Projekte in einem Arbeitsbereich editierbar.

Darüber hinaus unterstützt das Software-Tool Mehrsprachigkeit, die Konfiguration unterschiedlicher Zielhardware sowie das Einlesen von DXF-Files. Gerade die Mehrsprachigkeit ist bei internationalen Anbietern mobiler Maschinen ein wichtiges Feature. JetViewSoft unterstützt dies mit einem Re­source-File, in dem mehrere Sprachen verwaltet werden können. Der Inhalt der Datei lässt sich in eine Excel-Datei exportieren und wieder importieren.

Die aktuelle Version von JetViewSoft verwendet die Steuerungs-Programmiersprache „JetSym STX“ als Scriptsprache der Visualisierung. Diese Sprache für die Programmierung der Steuerungssysteme basiert auf Strukturiertem Text. Im Bordcomputer gehört sie zum Steuerungsprogramm und dient gleichzeitig als Scriptsprache für die Bedienfunktionen. Diese Verbindung ermöglicht beispielsweise komplexe mathematische Berechnungen, das Anzeigen unterschiedlicher Objekte abhängig von Parametern oder auch Datenbankzugriffe.

Die Firma Thomas Hatzenbichler

Das österreichische Unternehmen besteht seit 1952, wird heute in der dritten Generation geführt und beschäftigt 100 Mitarbeiter. Die Produktpalette umfasst sämtliche agrartechnischen Geräte, von Bodenbearbeitungsgeräten zur Vorbereitung der Aussaat bis hin zur Aufbereitung des Bodens nach der Ernte, sowie diverse Sä-, Hack- und Striegelgeräte, die sämtlich direkt im Haus konstruiert und gefertigt werden. Wenn es um die Entwicklung und Produktion von Automatisierungskomponenten geht, arbeitet Hatzenbichler mit unterschiedlichen Partnern zusammen.

Autor: Andreas Leu ist Mitarbeiter im Bereich Technisches Marketing und Seminare bei Jetter in Ludwigsburg.