Digitalizacija kmetijskih strojev poteka na različnih področjih že vrsto let, čeprav se v kmetijstvu šele zadnja leta govori o digitalizaciji celotnega kmetijstva (ali še bolje o informatizaciji kmetijstva).

Navigacijske sisteme ponujajo tako proizvajalci traktorjev kot proizvajalci traktorskih priključkov. Proizvajalci kmetijskih strojev te asistenčne sisteme kupujejo pri specializiranih proizvajalcih navigacijskih sistemov, ki pa svoje produkte ponujajo tudi samostojno za vgradnjo na vse traktorje in ostala kmetijska vozila. Satelitska navigacija se lahko vgradi tudi na starejše traktorje. Uporaba navigacijskih sistemov v kmetijstvu omogoča tako imenovano precizno kmetovanje in digitalno kmetijstvo. 

Avtomatsko vodenje traktorja

Najbolj razširjena aplikacija za uporabo satelitske navigacije na kmetijskih strojih je tako imenovano avtomatsko vodenje traktorja (vzporedno sledenje linij). Gre za asistenčni sistem na kmetijskih traktorjih, ki uporabniku olajša delo. Prevladuje uporaba paralelne vožnje v ravnih črtah in po konturah. Glede na opremljenost sejalnic, je možen tudi avtomatski izklop posameznih sejalnih enot. Pri škropilnicah pa izklop posamezne šobe ali sekcije šob. Tako ne prihaja pri setvi in škropljenju do prekrivanja, privarčuje pa se tudi seme in škropivo. Najsodobnejši sistemi pa danes omogočajo tudi avtomatsko – avtonomno obračanje traktorja in priključka na koncu parcele. 

Trimble

Trimble sistem pa je možno povezati z računalniki vseh proizvajalcev traktorjev in priključkov.

Trimble-ov navigacijski sistem smo vgradili na osemnajst let star traktor John Deere 6320. Preizkusili pa smo ga pri setvi koruze s šestvrstno sejalnico Kuhn Planter 2. Navigacijski sistem avtomatsko poskrbi za ravne linije setve in za skladanje prehodov. Zato sta markerja sejalnice ob uporabi navigacije vedno dvignjena, uporabnik traktorja pa z volanom obrača traktor le na koncu parcele. Dejansko gre za prostoročno, avtonomno vodenje traktorja. Lahko bi rekli, da je vključen »avtopilot«.

Trimble-ov navigacijski sistem je sestavljen iz treh večjih sklopov. Prvi sklop je antena – satelitski sprejemnik, drugi sklop je tablica na dotik in tretji sklop je Trimblejev volan. Napotke za montažo sistema na traktor Trimble specificira za konkreten model traktorja (ali serijo traktorjev). Ta navodila so zelo natančna, saj so pisno in slikovno opisani vsi posamezni postopki za montažo sistema. 

Volan AUTOPILOT

Na volanski drog traktorja smo namestili Trimble-jev volan z električnim motorjem Trimble autopilot™ motor drive sistem. Elektromotor SAM-200 avtomatsko obrača volan glede na zahteve navigacijskega sistema in krmilnega regulatorja ter tako omogoča prostoročno vodenje traktorja. Volan je prenosljiv na druge traktorje in samovozne stroje (npr. kombajne). S tem volanom je možna tudi kontinuirana vzvratna vožnja. V primeru uporabe APMD, ki je najnaprednejši Trimble-ov sistem za samodejno krmiljenje, minimalna hitrost ni omejena, sistem pa ostane vključen tudi če mirujemo.

Trimble sicer ponuja dve vrsti aktuatorjev za avtomatsko vodenje traktorja. EZ-Steer deluje kot torno kolo na obstoječi volan. Trimble-ov volan s SAM-200 elektromotorjem pa ima tri možne licence, od katerih je odvisna zahtevnost sistema. Vodenje traktorja pa je možno tudi direktno preko hidravličnega sistema za vodenje traktorja na prednji premi, ki je že vključena v opremo novega traktorja ali pa se jim montira dodatni Trimble-ov hidravlični ventil, ki omogoča samodejno krmiljenje tovrstnega asistenčnega sistema. 

Antena NAV-900 

Na streho traktorja smo namestili anteno Trimble NAV-900. V njej je integriran tudi krmilni regulator za vodenje. V anteni je integrirana IMU enota (Inertial Measurement Unit) s pospeškometri in žiroskopom, ki se uporablja za meritve in informiranje o trenutni hitrosti traktorja, o orientaciji – usmeritvi traktorja, gravitacijskih silah, pospeških (pojemkih) traktorja. Antena sprejema satelitske signale iz omrežji GPS, GLONASS, Galileo, Beidou in QZSS. Ima vgrajen Bluetooth za povezovanje med napravami. Korekcijski RTK (Real Time Kinematic) signal za centimetrsko natančnost delovanja pa Trimble sistem dobi preko mobilnega telefona ali Sierra modema v katerega se vstavi SIM kartico. V Trimble sistem je potrebno vnesti parametre dostopne točke za RTK oziroma v našem primeru za VRS (Virtual Reference Station), ki jih zagotovi ponudnik RTK storitev. Izbrali smo storitve podjetja Geoservis. Za delovanje sistema pa potrebujemo tudi povezavo z internetom, do katerega smo dostopali preko mobilne dostopne točke oziroma hotspota-a na mobilnem telefonu. RTK oziroma VRS korekcijski signal pa Trimble sistem lahko dobi tudi preko modema proizvajalca Sierra Wireless. V ta dodatni modem se vstavi SIM kartica in tako mobilni telefon ni več potreben. Trimble sicer ponuja več različnih anten, ki so kompatibilne z njihovimi različnimi monitorji.

Tablica GFX-750

Pri Trimble-ju ponujajo 5 različnih zaslonov za upravljanje z navigacijskim sistemom. V kabino traktorja smo namestili tablico na dotik Trimble® GFX-750™, ki ima barvni zaslon velikosti 10,1″ (25,6 cm). Odlikuje jo velika ločljivost in operacijski sistem, ki temelji na Androidu. Robustna konstrukcija je primerna za vsakodnevno uporabo v zahtevnih razmerah na terenu. 

Precision-IQ

S pomočjo Trimble-jeva programa (aplikacije) »Precision-IQ« se definira vhodne parametre za navigacijski sistem, uporabljeni traktor in priključek. Med uporabo navigacijskega sistema pa so na zaslonu prikazane vodilne linije in trenutni položaj traktorja. Trimble se seveda lahko uporablja tudi za dokumentiranje dela in kartiranje, saj beleži podatke za vsako parcelo oziroma vsako izvedeno dejavnost. Sistem ima tudi različne funkcije, ki so dostopne glede na vrsto kupljene licence. Do tablice oziroma komand dostopamo tudi na daljavo (remote access) preko pametnega telefona ali računalnika s pomočjo programa Team Viewer. Sistem je ISOBUS kompatibilen, kar omogoča povezavo s priključki številnih proizvajalcev. Podpira ISOBUS UT/TC, ki nadomešča originalne računalnike priključkov in TUVR, ki podpira serijsko povezavo z računalniki priključkov. Sistem Trimble Field-IQ omogoča avtomatski vklop – izklop sekcij (posamezno upravlja do 48 sekcij). Kar pride prav pri gnojenju, škropljenju in setvi. Preko ISO-TUVR sistema pa lahko upravlja do 256 sekcij. 

Napajanje sistema

Napajanje antene, tablice in električnega motorja na volanu je preko posebnega napajalnega kabla neposredno iz akumulatorja, kar zagotavlja večjo zanesljivost delovanja sistema. V napajalnem kablu je vgrajena tudi varovalka. Če imamo na traktorju glavno stikalo za prekinitev električne napeljave, potem se negativni pol napajalnega kabla pritrdi čim bližje za glavnim stikalom. Priklop na akumulatorju in sponke morajo biti čiste, da ne prihaja do motenj delovanja krmilnika.

Praktične izkušnje

Namestitev posameznih enot navigacijskega sistema na traktor John Deere 6320 je trajala dobri dve uri. Največ časa vzame namestitev Trimble volana na volanski drog traktorja in napeljave kablov za elektriko iz akumulatorja do kabine. Po namestitvi vseh sklopov navigacije na traktor sledi kalibracija sistema, ki jo izvajamo na suhi, ravni in dovolj veliki površini. Postopek kalibracije za samodejno vodenje je izrednega pomena za kasnejše natančno delovanje usmerjanja traktorja na polju. Za aplikacije z visoko natančnostjo moramo imeti pravilne kalibracije. Nastavlja se lahko tudi agresivnost delovanja sistema (reakcijska hitrost sistema). Ta je odvisna tudi od vrste podlage, torej realnih razmer na polju oziroma potreb in želja uporabnika. V aplikacijo je potrebno vnesti parametre traktorja (kot so medosna razdalja, širina kolotekov, pozicija priklopa glede na zadnjo os itd.), položaj antene itd. V sistem je potrebno vnesti tudi podatke o priključku, ki ga uporabljamo.

Navigacijski sistem vodenja traktorja smo preizkusili pri setvi koruze s sejalnico Kuhn Planter 2. Profil tega priključka se shrani in se ga prikliče ob ponovni uporabi naslednji dan ali pa naslednjo sezono. Profil za izbrani priključek se ustvari le enkrat, nato pa se ob ponovni uporabi tega priključka v terminalu prikliče njegov profil in že imamo na voljo njegove potrebne podatke. Pri delu na sami parceli moramo potem določiti čim daljšo linijo od točke A do točke B. Nato pa navigacijski sistem sam vodi traktor po vzporednih linijah. Te linije so bile v našem primeru ravne. Lahko pa so vzporedne linije po krivuljah (konturah).

Trimblejev navigacijski sistem omogoča prostoročno avtomatsko vodenje traktorja. Uporabnik traktorja je lahko večino časa »prekrižanih rok«, več se lahko posveča nadzoru delovanja priključka. Volan pa poprime le na koncu parcele za obračanje. Vendar je tudi obračanja možno avtomatizirati z nakupom ustrezne licence imenovane NextSwath®. Vzdrževanje vzporednih linij z navigacijskim sistemom je potekalo brez težav. Voznik je na koncu njive moral traktor le obrniti in usmeriti proti novi vodilni liniji. Ob aktivaciji avtomatskega krmiljenja pa se je traktor hitro usmeril po vodilni liniji.

Natančnost in ponovljivost pozicioniranja traktorja, ki je dosežen z RTK korekcijskim signalom, je dobra, saj nas navigacija po napolnitvi zalogovnika za seme pripelje točno tja kjer smo nehali sejati zaradi praznega zalogovnika. To smo dosegli tudi ob nadaljevanju setve naslednji dan. »Drift« ali razsip teh geopodatkov je bil pred časom brez uporabe RTK signala lahko kar velik in je vplival na natančnost aplikacije, ki smo jo izvajali (setev, škropljenje). 

Za konec

Avtomatsko vodenje traktorja s Trimble navigacijo razbremeni traktorista in optimizira delovne postopke. Višina investicije je odvisna od izbrane opreme in zakupljenih licenc. Od uporabnika pa je odvisno v kako veliki meri bo izkoristil svojo investicijo.