1

سازی عملکرد ماشین تسطیح لیزریبهینه

3و جعفر قیصری 2امین اله معصومی ،*1مجتبی شفاعیسید

دانشکده کشاورزی، ،های کشاورزیرتیب دانش آموخته کارشناسی ارشد و استادیار مکانیک ماشینتبه -2و 1 15148 -13111دانشگاه صنعتی اصفهان. کد پستی:

smshafaei@shirazu.ac.ir*پست الکترونیک نویسنده مسئول مکاتبات:

15148 -13111دانشگاه صنعتی اصفهان. کد پستی: مپیوتر، ، دانشکده برق و کاکنترل هگرودانشیار -3

چکیده

اضافه .داردنیاز مالبندی تراکتور کششماشین تسطیح توانی بیش از ،استخاکبرداری زیاد عمقکه طی انقعملیات تسطیح لیزری در در

با تحقیق این در . افتداتفاق می خاموش شدن تراکتورو نهایتا گردد میایجاد های محرک تراکتورلغزش باال در چرخبار بر روی موتور و

که این سامانه .گردیداز بیش باری تراکتور و خاموش شدن آن در حین عملیات تسطیح جلوگیری کنترل عمق تیغه استفاده از یک سامانه

با دریافت دور موتور تراکتور از طریق دینام آن و مقایسه با دور بحرانی و مطلوب موتور که بسته است،از یک سیستم کنترلی حلقه متشکل

توسط کاربر از طریق صفحه کلید آن به سامانه معرفی گردیده است، در شرایط بیش باری کنترل عمق خاکبرداری را در اختیار گرفته و با

-و مقایسه دور لحظه ثبت برای نماید.عمل خاکبرداری را متناسب با توان تراکتور کنترل میارسال فرمان به جک تنظیم کننده عمق تیغه

مجددا در اختیارکنترل موقعیت تیغه باری پس از رفع بیش. استفاده گردیدمیکروکنترلر اصلی ای موتور با دور بحرانی و مطلوب از یک

در سامانه ساخته شده . شودفرمانی ارسال نمیاز جانب سامانه ساخته شده و تا رخ دادن بیش باری بعدی گیردقرار میسیستم لیزری

مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بکارگیری تکرار 4 دربا آزمون تی عملیات تسطیح با و بدون سامانه کنترل خودکار مزرعه حین

مؤثر بوده است و در ای ماشین تسطیح لیزری مزرعه عملکردمصرف سوخت و در کاهش موده و کار راننده را راحت نسامانه ساخته شده

با نصب این سامانه (P<0.05). بین استفاده و عدم استفاده از سامانه ساخته شده داشته استداری اختالف معنیدرصد 4سطح احتمال

.باشدکه از نظر اقتصادی با صرفه می دیمشاهده گرد درصد 45/11 و 38/11ترتیب ساعت کارکرد به کاهش مصرف سوخت و

.حلقه بسته، سامانه کنترلیلیزری، عملیات تسطیحباری، بیش :کلیدي هايواژه

مقدمه

هایبخش در میان بخش این رود.می شمار به آسیا در ویژه به جهان آب در کننده مصرف واحد بزرگترین کشاورزی، بخش

فوق بخش به کشور در استحصالی آب %14حدود که طوری به کندمی ایفا را ای عمده و نقش دارد ای ویژه جایگاه ایران اقتصادی

2

گرددمی خارج گیاه دسترس از تلفات صورت به و مابقی باشدمی %33 تنها بخش این در آبیاری بازده اما متاسفانه دارد. اختصاص

(Esfandyari, 2004.) انتقال مسیر بودن زراعی، غیرفنی ناهمواری اراضی توانمی را ایران در آبیاری بازده بودن پایین دالیل مهمترین

. کرده اند مرتفع زیادی حد تا را مشکل این جدید هایبرد. فناوری نام توسط کشاورزان مزارع در آبیاری برنامه ریزی عدم آب و توزیع و

زراعی باعث اراضی ناهمواری. داد افزایش را موجود آب از وریبهره توانمی مزارع، آبیاری میزان افزایش جای دیگر، به عبارتی به

مطالعات انجام شده توسط محققین نشان داد که مقادیر .شودمی مزارع در آب غیریکنواخت توزیع و محصول بازده مالحظه قابل کاهش

تسطیح اراضی کشاورزی .(Walker, 1989)رود قابل توجهی از آب آبیاری بدلیل شکل نامناسب مزرعه و ناهمواری سطح آن به هدر می

WenTao etقین بوده است )به منظور باال بردن بازده آبیاری و افزایش کیفی و کمی محصول به دست آمده همواره مورد توجه محق

al., 2003.) یکنواخت طور به بذور نتیجه در و یابد افزایش بازده آبیاری و شده انجام سهولت با آب توزیع شودسبب می دقیق تسطیح

شود،می استفاده سطحی آبیاری از که مناطقی در. (Nazir, 1994)یابد افزایش نیز عملکرد محصول و کند رشد بهتر گیاه زده، جوانه

-می مؤثر بسیار و بوده یکنواخت شدهتسطیح مزارع در آب نفوذ شود.می زراعت محسوب برای عملیات ترین ضروری از یکی تسطیح

یکنواختی سبب دقیق یابد. تسطیحمی کاهش ایمالحظه قابل به طور خاک فرسایش وایجاد آب شدن امکان جاری باشد. همچنین

با که هاییزمین که دادند برخی دیگر از محققین گزارش .(Pal et al., 2004) شودمی شویی آب کاهش و غذایی مواد و آب توزیع

هایزمین تسطیح(. Asif et al., 2003کنند )تلف می را آبیاری آب %33 حدود باشند می دارای ناهمواری و اند شده تسطیح کم دقت

و دارد مؤثر نقش کشاورزی توسعه در و آمده وجود محصول، به کمی و کیفی افزایش و آبیاری بازده بردن باال منظور به کشاورزی

مصرفی آب میزان بر را لولر اثرای از محققین (. عدهMazuchowski and Derpsch, 1984) است بوده محققان توجه مورد همواره

دهدمی کاهش گیری چشم طور به را مصرفی آب میزان کردن زمین، تسطیح ثقلی، در آبیاری که دادند نشان و نمودند بررسی

(Doberman et al., 1997.)

فناوری از استفاده و پذیرش .شودمی محسوب سطحی آبیاری در هاپیشرفت مهمترین از یکی اراضی لیزری تسطیح سیستم اختراع

گذشته دهه سه در ترکیه و هند مصر، پاکستان، نظیر حال توسعه در و پیشرفته کشورهای در وسیع طور به زراعی اراضی تسطیح در لیزر

پژوهشگران منافع استفاده از سیستم تسطیح لیزری اراضیی را در مصیر بررسیی کردنید (.Kahlown et al., 2002) است شده گزارش

(Jonish et al., 1987)سازی و همچنین . ایشان دریافتند که صرفه جویی در هزینه، انرژی و وقت مصرف شده، کوتاه شدن زمان آماده

باشد. سایر محققین اثر تسطیح زمین توسط سیستم لییزری را در کاهش آب مصرفی برای آبیاری از مزایای استفاده از تسطیح اراضی می

Khatib andبهره وری آب آبیاری، رشد گیاه و محصول نهیایی در کشیت مخیتلط سیویا و ذرت در کشیور مصیر را بررسیی نمودنید )

Sherief, 2003). می آبیاری بازده افزایش %13 لیزری سبب لولر از استفاده( گرددPal et al., 2004)( 1111. الندن )مطالعیات طی

33-23به میزان مصرفی آب میزان کاهش سبب زراعی اراضی تسطیح در دقیق تسطیح از ادوات استفاده که رسید نتیجه این به خود

3

که مزارعی در آب مصرفی میزان و آبیاری زمان مدت که رسید نتیجه این به خود هایپژوهش طی ( در2335اسفندیاری ). شودمی %

واکیر و لیوس .اسیت نمیوده پییدا کاهش %45/5و %54/5میزان به ترتیب به نشده تسطیح مزارع به نسبت اند شده لیزری تسطیح

در دسیتگاه دقیت را هاروش سایر به نسبت لیزریتسطیح برتری انکارترین غیرقابل و مهمترین (2333) همکاران و ( و جات2333)

انسانی حواس به نیازیبی و آن لیزری ترازیاب سیستم بودن هوشمند دلیل به و عرضی، طولی دقیق بسیار هایشیب براساس تسطیح

که یافت دست نتیجه این به پژوهشی ( در1111) الندن. انددانسته موردنظر شیب با صاف سطحی ایجاد برای ورز تیغه خاک کنترل در

.گرددمی %23-33میزان به آب کاهش مصرف سبب لیزری تسطیح

باعث اگر میزان خاکبرداری در جایی به قدری زیاد باشد که تیغه توانی بیش از توان مالبندی تراکتور بخواهد در عملیات تسطیح

موقع راننده منجر به خاموش العمل سریع و بهصورت عدم عکسگردد که در ایجاد اضافه بار بر روی موتور و لغزش باال در چرخ ها می

گردد که بسیار نامطلوب است. برای ممانعت از خاموش شدن تراکتور، بایستی راننده با سرعت سامانه کنترل پرتو شدن تراکتور زیر بار می

باشد. هدف از مند تجربه و مهارت باالی راننده میلیزری را در حالت دستی قرار دهد و همزمان عمق خاکبرداری را کم کند. این کار نیاز

های تراکتور و خاموش جلوگیری لغزش باالی چرخ ،تر کردن کار رانندهراحتای به منظور تحقیق حاضر طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه

باشد.میبار به هنگام اضافهشدن آن

هامواد و روش

باری، وضیعت تیغه دستگاه تسطیح را کنترل نماید طراحی و تراکتور در زمان بیشیک سامانه که متناسب با کاهش دور موتور

انجام گردید. TM155، مدل (NewHolland)نیوهلند تراکتور استفاده از طراحی بر مبنای ساخته شد.

شود دینام تراکتور دریافت می سرعت موتور با استفاده از پالسی که از تراکتورهای نیوهلنداز جمله های سنگین در بعضی از تراکتور

گردد. با انجام گردد. پالس دریافتی متناسب با سرعت موتور با فرکانس خاصی از دینام ارسال میدر صفحه نمایش تراکتور مشاهده می

ولتاژی با گیری گشت. مدار مبدل فرکانس بهتکرار محدوده تغییرات فرکانس پالس متناسب با تغییرات سرعت اندازه 4آزمایشاتی با

باشد.( می1واره آن در شکل )استفاده از پردازنده میکروکنترلر طراحی و ساخته شد که طرح

4

واره مدار مبل فرکانس به ولتاژطرح. 1شکل

33 باشد که تاخیر در تبدیل فرکانس به ولتاژ در آن به کمتر ازاین مدار متشکل از دو میکرو کنترل و قطعات الکترونیکی دیگری می

شود. در میلی ثانیه تقلیل داده شد. ولتاژ حاصله از مدار مبدل متناسب با تغییرات سرعت موتور به حلقه کنترل بسته تحویل داده می

-AVRبه عنوان پردازنده اصلی استفاده شد. این پردازنده با برنامه AVR-ATMega16طراحی حلقه کنترل بسته از یک میکروکنترلر

Codevision خطی برنامه ریزی گشت. پردازنده با دریافت ولتاژ تولید شده از مدار مبدل فرکانس به ولتاژ، مطابق با 133قالب کد در

یکی کند.سرعت مطلوب و بحرانی موتور در حین عملیات تسطیح لیزری، دستور توقف یا اجرای عملیات را به دو میکرو سویچ ارسال می

کند. همزمان با این عبه کنترل سامانه لیزر به شیر برقی تیغه خاکبردلری ماشین تسطیح را متوقف می ها فرمان دهی از جاز میکرو سویچ

عمل میکرو سویچ دیگر با تنظیم وضعیت شیر برقی عمق خاکبرداری تیغه را متناسب با فرمان سامانه کنترلی حلقه بسته به وسیله

ی و مطلوب موتور به وسیله کاربر تراکتور با استفاده از یک صفحه کلید که بر مقادیر سرعت بحران کند.سیلندر هیدرولیکی تنظیم می

این شود.های ذکر شده بر اساس عملکرد ماشین توسط کاربر تعریف میشود. محدوده سرعتروی سامانه نصب شده است تعریف می

در حافظه پردازنده ( rpmس از تبدیل آن به سرعت )ای دریافت کرده و پسرعت حقیقی موتور را به طور لحظهولتاژ متناسب با سامانه

در به منظور افزایش دقت دهد.نشان میبه صورت مستمر خود LCDذخیره نموده و به همراه سرعت بحرانی و مطلوب در نمایشگر

-های سرعت موتورمنحنیمعادله رگرسیونی استفاده شد. مطابق با پردازنده اصلی از دو ریزی در برنامهموتور تبدیل ولتاژ به سرعت

طرحواره مدار کنترل حلقه بسته به همراه باشد.متفاوت می rpm 1133های بیشتر و کمتر از ولتاژ، معادله رگرسیونی در محدوده سرعت

شود.( مشاهده می2پردازنده اصلی در شکل )

های مطلوب و بحرانی که توسط کاربر تراکتور در حافظه پردازنده ثبت گردیده است،ای موتور و سرعتبا سرعت لحظهمطابق

کند:سامانه در یکی ازسه حالت کاری ذیل تیغه خاکبرداری را کنترل می

5

Altiumدر محیط نرم افزار واره مدار کنترلی طراحی شدهطرح. 2شکل

است. مطلوبو کمتر از سرعت دور موتور بیشتر از سرعت بحرانی .1

است.دور موتور از سرعت بحرانی کمتر .2

نرسیده است. مطلوبدور موتور در حال افزایش است و هنوز به سرعت .3

ها در اختیار سیستم کنترلی ها و در نتیجه تیغهبرد و بنابراین کنترل جکه سر میعملکرد خود ب عادیموتور در حالت 1در مد

ارسال میکرو سویچولتاژ به پردازندهعمالً اضافه بار رخ داده و 2( است. در مد جعبه کنترل سامانه تسطیح لیزری) اصلی ماشین

کند. در واقع در این حالت دو حالت کنترل اصلی و کنترل توسط مدار ثانویه سوئیچ می میکروسویچ بینو به این ترتیب کرده

ها روند و اضافه بار از روی تیغه، جک ها باال مییبرقولت به شیر 12ها از مدار اصلی گرفته شده و با دادن ولتاژ کنترل جک

برسد در همین مطلوباست و تا وقتی که به سرعت 3رود. در این حالت سیستم در مد کاری برداشته شده و دور موتور باال می

قطع و در نتیجه میکروسویچولتاژ و صادر شده off، فرمان مطلوبماند. به محض رسیدن دور موتور به مقدار وضعیت باقی می

یا offارسالی به میکروسویچ شیر برقی، فرمان off یا onهمزمان با هر فرمان شود.مجدداً به مدار اصلی داده می برقیکنترل شیر

on کاری سامانه کنترلی دیاگرامگردد. به میکروسویچ دیگر به منظور توقف یا اجرا فرمان گیری از جعبه کنترل لیزر ارسال می

نمایان است. (3) حلقه بسته ساخته شده در شکل

های ورودی شامل، دریافت دور موتور تراکتور باشد. درگاهسامانه ساخته شده دارای چهار درگاه ورودی و دو درگاه خروجی اتصال می

باشد. در واقع این اتصاالت ور، اتصاالت سامانه ساخته شده به جعبه کنترل لیزر ماشین تسطیح میاز دینام، تغذیه سامانه از باطری تراکت

با نصب این سامانه بر روی ماشینباشد. افزایش عمق خاکبرداری می یا فرمان دهی به شیر برقی تیغه خاکبرداری برای حالت کاهش و

6

بلوک دیاگرام سیستم کنترلی. 3شکل

تسطیح لیزری دو درگاه خروجی سامانه به شیر برقی تیغه خاکبرداری متصل گردیده و سامانه ساخته شده به صورت سری با جعبه کنترل

کند.لیزر فعالیت می

(. ارزیابی با 5هنگام عملیات تسطیح سامانه ساخته شده بر روی ماشین تسطیح لیزری نصب و مورد ارزیابی قرار گرفت )شکل به

شد انجام گردید. مقادیر مصرف سوخت بر کشیده می NewHolland, TM155یپر با تیغه خاکبرداری سه متری که با تراکتور اسکر

-ده و بدون آن اندازهش با استفاده از سامانه ساخته( m.hr-3(ای ماشین بر حجم خاکبرداری و عملکرد مزرعه )m.L-3(حجم خاکبرداری

با مساحت تقریبا یک هکتار با بافت، عمق و حجم خاکبرداری تقریبا مشابه انجام گردید.گیری شد. آزمایشات در مزارعی

سامانه ساخته شده در حالت کاری .4شکل

گیری مصرف سوخت در هر هکتار قبل از انجام عملیات تسطیح، تراکتور در مکانی مستقر گشته و بعد از اطمینان از تراز برای اندازه

گشت. سپس بعد از اتمام یک هکتار دوبار مخزن تراکتور از لیتری آن کامل پر می 214تراز، مخزن آن بوسیله ابزار آبطولی و عرضی

7

Dehghan and)گیری شد گازوئیل پر شده و مقدار گازوئیل مورد نیاز برای پر کردن مخزن به عنوان مصرف سوخت در آن هکتار اندازه

Almasi, 2009 .)دیجیتال استفاده گشت. سنجزمانگیری زمان مصرفی عملیات تسطیح از برای اندازه

نتایج و بحث

نتایج اندازه گیری فرکانس ساطع شده از دینام در مراحل افزایش و کاهش دور موتور نشان داد که محدوده تغییرات فرکانس کمتر

از مقایسه تغییرات متوسط فرکانس نسبت به (.4کند )شکل از یک کیلوهرتز بوده و تقریبا متناسب با سرعت به صورت خطی تغییر می

دور موتور در طراحی سامانه ساخته شده قابل قبول است. متوسط ولتاژ حاصل شده از -غییرات فرکانستتغییرات دور موتور، خطی بودن

( حاکی از در نظر گرفته شدن تغییرات 8مدار مبدل فرکانس به ولتاژ در مقابل تغییرات دور موتور در مراحل کاهش و افزایش دور )شکل

ولتاژ به صورت خطی متناسب با تغییرات دور موتور دارد.

)ب( )الف(

.دور موتور )ب( وتور )الف( و افزایشدور م مقابل تغییرات دور موتور، کاهش تغییرات متوسط فرکانس دینام در. 5شکل

8

)الف( )ب(

تغییرات متوسط ولتاژ تولید شده در مقابل تغییرات دور موتور، کاهش دور موتور )الف( و افزایش دور موتور )ب(.. 6شکل

پردازنده اصلی حلقه کنترلی بسته بر اساس انتخاب دو خط رگرسیونی نتایج ارزیابی سامانه ساخته شده نشان داد که برنامه نویسی

درصد خطا بین سرعت ثبت شده در حافظه پردازنده و 1تا 1تبدیل ولتاژ به دور موتور در حافظه پردازنده عملکرد خوبی داشته و تنها

سرعت واقعی موتور مشاهده گردید.

سطیح لیزری با حالت معمول کاری ماشین مطابق با آزمون تی با پنج تکرار مورد نتایج ارزیابی سامانه نصب شده بر روی ماشین ت

داری در عملیات تسطیح با و بدون سامانه کنترل نتایج ارزیابی سامانه ساخته شده اختالف معنی (.2و 1بررسی قرار گرفتند )جدول

تکرار نشان 4ین تسطیح لیزری مطابق با آزمون تی با ای ماشدرصد را در مصرف سوخت و عملکرد مزرعه 4خودکار در سطح احتمال

( 3ول )دداد. مقایسه مقادیر میانگین مصرف سوخت و زمان مصرفی ماشین تسطیح لیزری با و بدون نصب سامانه کنترل عمق تیغه در ج

شود.مشاهده می

تجزیه واریانس نتایج مصرف سوخت )لیتر بر متر مکعب(. 1جدول درجه یراتیمنبع تغ

آزادیمجموع مربعات

(SS)

ین مربعات میانگ

(MS) Fمقدار

33/4* 15241514/3 15241514/3 1 سامانه کنترل عمق

32841414/3 21531215/3 1 خطا 34414411/3 1 کل

داری دارد.اختالف معنی 34/3در سطح احتمال *

9

مکعب(تجزیه واریانس نتایج زمان کار )ساعت بر متر . 2جدول Fمقدار (MSین مربعات )میانگ (SSمجموع مربعات ) درجه آزادی یراتیمنبع تغ

35/4* 33348258/3 33348258/3 1 سامانه کنترل عمق

33313425/3 33315111/3 1 خطا 33153534/3 1 کل

دارد. داریاختالف معنی 34/3در سطح احتمال *

مقایسه مقادیر میانگین مصرف سوخت و زمان مصرفی ماشین تسطیح لیزری . 3جدول

بدون نصب سامانه کنترل عمق تیغه با و

بدون سامانه کنترل عمق مجهز به سامانه کنترل عمق گیری شدهمقادیر اندازه

332/1±114/3 383/1±122/3 میانگین مصرف سوخت )لیتر بر متر مکعب( 348/3±311/3 381/3±331/3 )ساعت بر متر مکعب(میانگین زمان مصرفی

استفاده از سامانه کنترل عمق در عملیات تسطیح نیاز به مهارت و سرعت عمل باالی راننده را برطرف نموده و همان طور که در

گرددمشاهده می)لیتر بر متر مکعب( 383/1به 332/1مصرف سوخت از مقدار با نصب این سامانه کاهش شود ( مشاهده می3جدول )

متر 533های زراعی با حجم خاکبرداری بکار گیری سامانه کنترل عمق در زمین .باشدکاهش مصرف میدرصد 38/11 به معنایکه

چنین گردد. هملیتر در هر هکتار می 8/14مکعب در هکتار و بیشتر که اغلب رایج هستند، باعث کاهش مصرف سوخت به مقدار حداقل

رسیده ( کاهشدرصد 45/11) 381/3به 348/3از مقدار زمان مصرفی )ساعت بر متر مکعب( با نصب این سامانه شود که مشاهده می

8متر مکعب در هکتار باعث کاهش 533های زراعی مرسوم با حداقل حجم خاکبرداری این کاهش زمان عملیات تسطیح در زمین .است

گردد.هکتار میساعتی زمان عملیات در هر

گیرينتیجه

هنگام عملیات تسطیح عبارتند از:نتایج استفاده از سامانه کنترل عمق تیغه ماشین تسطیح لیزری به

نبودن نیاز به مهارت و سرعت عمل باالی راننده .1

های محرک تراکتور و اضافه بار روی موتورجلوگیری از لغزش باال در چرخ .2

درصد 38/11کاهش مصرف سوخت به مقدار .3

.درصد 45/11کاهش زمان تسطیح به مقدار .5

11

تشکر و قدردانی

بدین وسیله نویسندگان از مدیریت )مهندس حسین بابایی( و پرسنل شرکت سامان دشت زنده رود به منظور فراهم نمودن امکانات

نمایند.ارزیابی سامانه ساخته شده کمال تشکر و قدردانی را ابراز می

منابع

1-Asif, M., M. Ahmad, A. Gafoor, and Z. Aslam. 2003. Wheat productivity, land and

wateruse efficiency by traditional and laser land leveling techniques. Journal of

BiologicalScinces, 3(2), 141-146.

2-Dehghan, E., and M. Almasi. 2009. Comparison of Some Technical Indexes on

Conventional Tillage with Reduced Tillage Methods. Journal of Crop Production and

Processing; 13 (47):679-690.

3-Doberman, A., P. Goovaerts, and H. U. Neue. 1997. Scale-dependent correlations among

soil properties in two tropical lowland rice fields. Soil Science Society America Journal

44: 765-771.

4-Esfandiari, M. 2004. Introduction of laser technology of land leveling to farmers. 4Th

National conference of watershed and water and soil resources management, University

of ShahidBahonarKermam, Iran. 22-24 Jun.

5-Jonish, J., E. Bishay, and H. Dregne. 1987. Benefits and costs of laser land leveling in

Egypt. 2Th International Desert Development Conference, Cairo, Egypt, 25-31 January.

Proceeding. 171-185.

6-Kahlown, M. A., M. A. Gill, and M. Ashraf. 2002. Evaluation of resource conservation

technologies in rice–wheat system of Pakistan. PCRWR, Islamabad, Pakistan, Pakistan

Council of Research in Water Resources (PCRWR), Research Report-I.

7-Khatib, E., and S. Sherief. 2003. Effect of soybean maize intercropping and laser land

leveling on water use efficiency, plant growth, yield and total net return. Egypt

Journal of Agricultural Research, 81(2):699-717.

8-Landon, N. J. 1999. An investigation into the impact and applicability of laser land

leveling in Pakistan. M.Sc. Thesis, University of Southampton, UK.

11

9-Mazuchowski, J. Z., and R. Derpsch. 1984. Guide to preparing the soil for mechanized

annual crops. ACARPA. Curitipa, Brazil, 65p.

10-Nazir, M. S. 1994. Crop production, crop water requirement and irrigation system.

National book Foundation, Islamabad, Pakistan, Pp: 36-67.

11-Pal, S. S., M. L. Jat, and V. M. Subbara . 2004. Mission Mode project on NATP. Krishi

Anusandhan Bhawan II. Pusa. Annual progress report on Precision Farming under

National Agricultural Technology Project submitted to Project Implementation Unit.

New Delhi.

12-Walker, W. R. 1989. Guidelines for designing and evaluating surface irrigation system.

FAO, Chapter 6, Rome, Italy, 45p.

13-Wentao, R., H. ZhongFei, C. Hong Guang, Y. Chengtong, L. Yong, W. Yujia, Z.

Zhangyo, and L. BaoFa. 2003. Effect of laser-controlled land leveling and baby rice

seedling direct planting on saving water. Translate Chines Society of Agriculture

Engineering, 19(3):72-75.

12

Optimize Performance of Laser Land Leveling Machine

S. M. Shafaei1*, A. A. Masoumi2 and J. Gheisari3

1, 2- Former M. Sc. Student and Assistant Professor respectively, Department of Farm Machinery,

Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran.

* Corresponding Author’s E-mail: smhafaei@shirazu.ac.ir 3- Associate Professor, Department of control, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Isfahan

University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran.

Abstract

During leveling, if the cutting depth of any points is as high as power needed is higher than

tractor drawbar power, it will lead to undesired slippage and extra load on the engine of

tractor. The tractor will be shut down if this state continued. In order to preventing the

overload during leveling, an extra blade depth controller was designed, fabricated and

evaluated in this project. The designed system consisted of a closed loop, which gets the

real tractor engine speed via dynamo and compared the critical and desired speeds of

engine, were defined by user via manual keyboard. These data were recorded in main

microcontroller memory and display it on LCD online. At critical engine speed caused by

overloading, the system governs blade depth until disrupt. The depth controller system send

adequate pulse to solenoid valve of adjuster blade depth cylinder to decreasing depth until

approach the desired speed of engine. After eliminating the overload, the system switching

blade commands to laser control box. The fabricated system was set on land leveling laser

machine and evaluated in farm. The fuel consumption and field performance of machine

were determined with and without using the fabricated system. The test was carried

according to the T-test with five replication. Result showed significantly difference at the

5% level between using and not using the fabricated system (P<0.05). Using the fabricated

system caused reduce 18.36 percent in fuel consumption and 19.74 percent in field

performance.

Keywords: overload, Laser land leveling, closed loop, control system.