Styr- och reglerteknik

De flesta handelsgödselspridare, kalkspridare och sprutor som säljs idag kan utrustas med elektronisk styrning av maskinens utmatning istället för den traditionella mekaniska styrningen. Det innebär att det också kan vara möjligt att koppla till en datamodul för varierad spridning efter en digitalkarta. Denna styrmodul, som för det mesta kommer från spridartillverkaren, kan kopplas samman med en datamodul som kan hantera kartmaterialet och GPS-informationen. I Sverige marknadsförs idag fem olika fabrikat av styrmoduler för styrning av spridare och sprutor. Det är LH-Agro, MF Fieldstar, RDS, Hydro Agri och Claas ACT. Möjligheten att koppla samman skilda fabrikat av spridare med olika fabrikat av datamoduler varierar: vissa fabrikat passar bättre ihop och vissa sämre.

Vid styrning efter en karta måste GPS-en vara ett steg före hela tiden. När den noterar ett visst läge och ändrar exempelvis kvävegivan därefter, måste det stämma med ekipagets hastighet, så att gödslingsförändringen sker på rätt ställe på fältet. I Europa lägger man in en fördröjning beroende på hastigheten, så att rätt mängd sprids på rätt plats, eftersom man kör relativt långsamt. I t.ex. USA är det inte ovanligt att körhastigheten är 30 km/h, vilket innebär att GPS-en istället måste förutspå positionen ett antal sekunder senare för att spridaren ska hinna ställa in rätt mängd.

*

Styrfiler
En styrfil består för det mesta av ett gridlager med ett antal rader och ett antal kolumner. Av raderna och kolumnerna blir det ett antal gridceller, som man kan länka samman med den mängd som man vill sprida ut. I figur 16 visas ett exempel på hur en styrfil kan vara uppbyggd.

*

PCMCIA-kort
För att föra över data mellan kontorsdatorn och datamodulen i traktorn används PCMCIA-kort. PCMCIA-kort fungerar som en diskett, men har för det mesta större lagringskapacitet. Korten finns från 1 Mb och uppåt. För att läsa dem på en stationär dator behövs en separat kortläsare. På de flesta bärbara datorer är kortläsaren däremot standard.

*

Teknik för varierad kalkning
Idag sprids en hel del jordbrukskalk återigen med rampspridare, som man gjorde fram till 1970-talet. För att få snabb och effektiv verkan på kalken används kalkstensmjöl. Detta går inte att sprida med centrifugalspridare, eftersom det i så fall skulle blåsa bort vid minsta vindpust. Det finns 15 rampspridare för kalk i landet, varav fem stycken är utrustade med GPS (Rodenstam, pers. medd.).

Kalken skruvas ut genom rampen och släpps ut genom små hål. För att få jämn spridning vid varierad utmatningsmängd måste man därför både reglera mängden kalk och skruvens utmatningshastighet. När man skall tillföra en större mängd kalk går bottenmattan i behållaren snabbare och skruven i rampen går saktare, så att en större mängd kalk skall hinna matas ut, och tvärtom med en mindre mängd.

*

Teknik för varierad gödsling
Gödselgivan varieras genom att utmatningshastigheten ändras. Med mekanisk styrning av utmatningen ändras gödselgivan genom att körhastigheten varieras. Om givan ska kunna ändras oavsett körhastighet och kunna styras via en datamodul, måste utmatningen styras elektroniskt. De flesta centrifugalspridare på marknaden har idag elektronisk styrning av utmatningen istället för den traditionella mekaniska. Normalt sprids samma mängd över hela arbetsbredden. Därmed är det möjligt att variera givan.

Det finns också rampspridare med elektronisk styrning, men de är betydligt dyrare än centrifugalspridarna och förekommer därför i mycket liten omfattning.

*

Teknik för varierad stallgödselspridning
På de flesta stallgödselspridare styrs idag utmatningen av körhastigheten. Genom att ändra hastigheten kan alltså mängden varieras. Noggrannheten blir dock dålig och det är svårt för föraren att veta hur mycket gödsel som kontinuerligt matas ut. Under 1998 tog Miljöteknikdelegationen fram en kravspecifikation för miljöanpassade flytgödselspridare. I dessa krav ingår bl.a. att föraren ska kunna se hur mycket gödsel som sprids kontinuerligt från förarplatsen och att gödselgivan ska kunna varieras oavsett körhastighet i intervallet 10 - 40 ton, steglöst eller med intervall på högst 4 ton/ha. Detta innebär att med dessa spridare skulle det vara möjligt att variera flytgödselgivan efter markkartan.

*

Dosreglering vid bekämpning
För att uppnå varierad bekämpning måste det gå att variera dosen snabbt och med bibehållen duschkvalitet. I de sprutor som finns tillgängliga i Sverige idag regleras flödet på samma sätt över hela arbetsbredden. Det medför att dosen blir densamma över hela bredden. Idag finns flera olika system för att ändra dosen under pågående bekämpning (Engquist, pers. medd.):

Genom att variera vätskemängden med bibehållen koncentration. Detta är det vanligaste systemet för dosjustering idag. Mängden sprutvätska kan regleras genom justering av vätskeflödet och genom ändring av körhastigheten. Vätskeflödet ändras normalt genom att trycket förändras. En ökning av trycket med en viss procentsats ökar dock inte flödet lika mycket. Dessutom påverkas duschkvaliteten av förändringar i vätsketryck. Duschkvaliteten är väldigt viktig för täckningen av grödan och risken för vindavdrift vid bekämpning. Därför är det viktigt att föraren är aktiv och justerar hastigheten så att vätsketrycket ligger inom rimliga värden.

Med hjälp av reglerad inre lufttillsats
Detta system finns på två sprutor, som säljs i Sverige idag. För att förhindra att droppstorleken förändras kan man använda sprutor med inre lufttillsats där man håller duschkvaliteten konstant med hjälp av lufttrycket. I dessa sker droppbildningen med hjälp av lufttillförsel. Det ger en möjlighet att ändra flödet genom vätsketrycket inom ett större intervall, utan att duschkvaliteten påverkas.

Med pulserande flöde
Sådana sprutor öppnar och stänger flödet till spridarna med en frekvens på ungefär 10 gånger per sekund. På så vis kan vätskemängden ändras oberoende av trycket och det gör att droppstorleken inte påverkas av dosen.

Med injiceringssystem
Här tillsätts bekämpningsmedlet efter blandningstanken och mängden bekämpningsmedel som tillsätts kan regleras. Det går också att ha flera separata pumpar med olika kemikaliebehållare. Därmed blir det möjligt att ha tillgång till flera olika bekämpningsmedel och variera dos, koncentration och blandning. Nackdelarna är att det är en viss fördröjning innan den önskade koncentrationen i sprutvätskan uppnås, det kan vara svårare att rengöra detta system och torra bekämpningsmedel medför problem (Secher, et al., 2000).

Med flera sprutramper
Genom att ha flera ramper med olika munstycken kan dosen varieras med samma koncentration av bekämpningsmedel i tanken, utan att riskera att droppstorleken ändras. Ett sådant system har använts i försök vid Institutionen för Lantbruksteknik vid SLU i Uppsala, men är inte så intressant i praktiken.

En del sprutor utgör också kombinationer av mer än en av ovan nämnda principer. Exempelvis finns sprutor på marknaden med både injiceringssystem och inre lufttillsats.