Inventory number IRN Number of state registration
0324РК01939 AP19678776-KC-24 0123РК00579
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
1 29999999.97 AP19678776
Name of work
Разработка инновационной системы предотвращения пропусков семян с модернизацией высевающего аппарата точного высева
Type of work Source of funding Report authors
Applied Костюченков Николай Васильевич
0
2
1
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МСХ РК
Full name of the service recipient
Казахский агротехнический исследовательский университет имени Сакена Сейфуллина
Abbreviated name of the service recipient НАО «КАТИУ им. С.Сейфуллина»
Abstract

Пропуски семян при использовании сеялок точного высева в современном сельском хозяйстве. Инновационные решения для предотвращения пропусков семян, основанные на использовании быстрой вариации вращательной скорости и изменении конструкции механического высевающего аппарата точного высева. Разработка и создание работоспособной системы предотвращения пропусков семян.

Қазіргі ауыл шаруашылығында дәл сепкіштерді пайдалану кезінде тұқым өткізіп жібереді. Жылдам айналу жылдамдығын өзгертуге және механикалық дәлдік өлшегіштің дизайнын өзгертуге негізделген тұқымдарды өткізіп жіберудің алдын алатын инновациялық шешімдер. Тұқымның өтіп кетуіне жол бермеудің тиімді жүйесін әзірлеу және құру.

Разработка и создание работоспособной системы предотвращения пропусков семян, позволяющей обеспечить полное или почти полное отсутствие пропусков семян при работе высевающего аппарата.

Тұқым себу аппаратының жұмысы кезінде тұқым өткізіп жіберудің толық немесе толық дерлік болмауын қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін, тұқымдардың өткізіп жіберілуін болдырмайтын жүйені әзірлеу және жасау.

В работе исследован новый метод предотвращения пропусков семян, реализованный на экспериментальном устройстве. Система, вместо заполнения каждой ячейки семенами, принимала неизбежность пропусков, сканируя их лазером. При обнаружении пустых ячеек система изменяла скорость вращения катушки так, чтобы пропуски не влияли на равномерность расстояния между семенами, ускоряя перемещение пустых ячеек с помощью шагового двигателя. При пропуске датчик посылал сигнал микроконтроллеру, который повышал скорость катушки, выравнивая интервалы. В начале был проведен анализ конструкций точных высевающих аппаратов, и выбран аппарат, широко используемый в Казахстане, как базовый для модернизации. Информация собрана через литературный обзор, патентный поиск и консультации с производителями. Чертежи и 3D модели созданы в Компас 3D и Solidworks, подготовлена техническая документация. Выбор компонентов проведен с лабораторными испытаниями. Электрическая схема и печатная плата разработаны в Proteus, микроконтроллер программирован на языке C. Интерфейс реализован в Android-приложении на Kotlin с Bluetooth. Полевые эксперименты проведены в Акмолинской области, а данные по высеву и урожайности обработаны в Anaconda на Python.

Жұмыста тәжірибелік құрылғыда жүзеге асырылған тұқымды өткізіп жіберудің алдын алудың жаңа әдісі қарастырылған. Жүйе әрбір ұяшықты тұқыммен толтырудың орнына, лазермен сканерлеу арқылы бос орындардың болмай қалуын қабылдады. Бос ұяшықтар анықталған кезде жүйе орамның айналу жылдамдығын өзгертті, осылайша бос орындар тұқымдар арасындағы қашықтықтың біркелкілігіне әсер етпейді, бос ұяшықтардың қадамдық қозғалтқыштың көмегімен қозғалысын жылдамдатады. Өткізіп алған кезде сенсор микроконтроллерге сигнал жіберді, ол аралықтарды туралай отырып, катушканың жылдамдығын арттырды. Бастапқыда дәл себу құрылғыларының конструкцияларына талдау жүргізіліп, модернизациялау үшін база ретінде Қазақстанда кеңінен қолданылатын құрылғы таңдалды. Ақпарат әдебиеттерді шолу, патенттік іздеу және өндірушілермен кеңесу арқылы жиналды. Compass 3D және Solidworks бағдарламаларында сызбалар мен 3D модельдер жасалды, техникалық құжаттама дайындалды. Компоненттерді таңдау зертханалық зерттеулермен жүзеге асырылады. Электр тізбегі мен баспа тақшасы Proteus жүйесінде әзірленді, микроконтроллер C тілінде бағдарламаланған. Интерфейс Bluetooth арқылы Котлиндегі Android қосымшасында жүзеге асырылады. Далалық тәжірибелер Ақмола облысында жүргізілді, ал тұқым себу және өнім туралы деректер Python-да Анаконда өңделді.

Обоснован технологический процесс предотвращения пропусков семян за счет автоматического изменения вращательной скорости высевающей катушки в аппаратах точного высева. Разработаны электрические схемы системы предотвращения пропусков семян и дополнительных электрических компонентов. Разработан программный код встроенной системы и Android приложения для реализации человеко машинного интерфейса системы, а также CANBUS протокола для обмена данных между высевающими аппаратами. Разработаны 3D модели и чертежи модернизированного высевающего аппарата. Разработана печатная плата, реализующая систему контроля предотвращения пропусков семян. Завершена модернизация базового высевающего аппарата разработан работоспособный образец аппарата точного высева с системой предотвращения пропусков семян. Получены результаты лабораторных испытаний рабочего образца экспериментального высевающего аппарата с системой предотвращения пропусков семян. Опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом научном издании, индексируемый в Science Citation Index Expanded и входящий в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти).

Дәл себу құрылғыларында себу дөңгелегінің айналу жылдамдығын автоматты түрде өзгерту арқылы тұқымның жылжып кетуін болдырмаудың технологиялық процесі негізделген. Тұқымның ағып кетуіне жол бермеу жүйесіне арналған электр схемалары және қосымша электрлік компоненттер әзірленді. Енгізілген жүйенің бағдарламалық коды және Android қосымшасы жүйенің адам-машина интерфейсін, сондай-ақ себу құрылғылары арасында деректер алмасу үшін CANBUS протоколын іске асыру үшін әзірленген. Жаңартылған себу аппаратының 3D модельдері мен сызбалары әзірленді. Тұқымның өтуін болдырмайтын басқару жүйесін енгізетін баспа схемасы әзірленді. Негізгі егіс аппаратын жаңғырту аяқталды, тұқымның секіруінің алдын алу жүйесі бар дәл себу аппаратының жұмыс үлгісі әзірленді. Тұқымның секіруінің алдын алу жүйесі бар тәжірибелік себу аппаратының жұмыс үлгісінің зертханалық сынақтарының нәтижелері алынды. Рецензияланған ғылыми басылымда 1 (бір) мақала жарияланған, Science Citation Index Expanded индексінде индекстелген және Web of Science деректер базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші) квартильге енгізілген және (немесе) Scopus жүйесінде CiteScore пайызтиліне ие. кемінде 65 (алпыс бес) деректер базасы.

Модернизация высевающего аппарата точного высева заключалась в замене механического привода на электрический двигатель с шаговым режимом с разработкой инновационной системы управления и контроля высева семян. При модернизации сеялки механический привод был заменен на электрический с использованием шагового двигателя с драйвером управления, который обеспечивает привод и контроль высева. Для управления функциями аппарата внедрена система на базе микрочипа ESP32, обеспечивающая надежное и оперативное управление. Для точного контроля процесса высева в каждой секции аппарата был установлен энкодер, который определяет путь и скорость движения, и позволяет корректировать работу в реальном времени. Для повышения точности и исключения пропусков высева семян, были установлены лазерная точка и лазероприемник. Эта система позволила оперативно обнаруживать и устранять пропуски, обеспечивая равномерный и качественный посев.

Дәл себу қондырғысын жаңғырту механикалық жетекті сатылы режимі бар электр қозғалтқышына ауыстырудан және тұқым себуді бақылау мен бақылаудың инновациялық жүйесін әзірлеуден тұрды. Сеялканы модернизациялау кезінде механикалық жетекті жетекті және тұқым себуді басқаруды қамтамасыз ететін басқару драйвері бар сатылы қозғалтқышты қолданатын электрмен ауыстырылды. Құрылғының функцияларын басқару үшін сенімді және тиімді басқаруды қамтамасыз ететін ESP32 микрочипіне негізделген жүйе енгізілді. Егіс процесін нақты бақылау үшін машинаның әрбір секциясында қозғалыс жолы мен жылдамдығын анықтайтын, нақты уақыт режимінде жұмысты реттеуге мүмкіндік беретін шифрлағыш орнатылды. Дәлдігін арттыру және өткізіп алған тұқым себуді жою үшін лазерлік нүкте мен лазерлік қабылдағыш орнатылды. Бұл жүйе егістің біркелкі және сапалы жүргізілуін қамтамасыз ете отырып, олқылықтарды жылдам анықтауға және жоюға мүмкіндік берді.

Разработан рабочий образец модернизированного высевающего аппарата с интегрированной системой предотвращения пропусков семян.

Тұқымның ағып кетуін болдырмаудың біріктірілген жүйесі бар модернизацияланған себу аппаратының жұмыс үлгісі әзірленді.

Снижение пропусков высева семян на основе лабораторных исследований. Упростилась конструктивная схема высевающего аппарата точного высева.

Зертханалық зерттеулерге негізделген тұқым себуді азайту. Дәл себу қондырғысының конструкциясы жеңілдетілді.

Сельское хозяйство.

Ауыл шаруашылығы.

UDC indices
631.33:001.895(047.31)Р17 УДК 631.53.01:631.33.02-551(083.94)
International classifier codes
55.57.33;
Key words in Russian
сеялка точного высева; высевающий аппарат; датчик пропуска семян; печатная плата; система предотвращения пропусков;
Key words in Kazakh
дәл себу сепкіші; сепкіш аппараты; тұқым өткізу датчигі; баспа төлем; өткізіп жіберудің алдын алу жүйесі;
Head of the organization Тиреуов Канат Маратович Доктор экономических наук / профессор
Head of work Костюченков Николай Васильевич доктор технических наук / профессор