RS59414B1 - Senzor za brojanje semena i metoda za detektovanje blokade cevi za prenos semena - Google Patents

Description

Opis

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na senzor semena i metodu za detekciju blokade cevi za prenos semena.

[0002] Odgovarajući rad mašina za sejanje nadzire se sistemom kontrole semena. Ključni elementi sistema kontrole semena obuhvataju senzore semena pomoću kojih se može nadzirati ispuštanje semena. Predmetni pronalazak se primarno odnosi na senzore semena koji se koriste u pneumatskim mašinama za sejanje zrna (gde se semena prenose u tlo pomoću vazduha), gde senzori semena daju informaciju u realnom vremenu o preciznosti procesa sejanja i greškama procesa sejanja operateru mašine za sejanje.

[0003] Prema trenutnom stanju tehnike koriste se brojna rešenja za detekciju semena tokom procesa sejanja. Najčešće rešenje jeste upotreba takozvanih senzora za detekciju semena (senzori semena). Senzori semena se postavljaju na putanju kretanja semena, tako da seme dospeva u tlo prolazeći kroz senzore semena. Tokom kontrole semena, funkcija senzora semena jeste da odrede da li mašina za sejanje vrši sejanje ili ne, i da ustanove koliko semena mašina za sejanje ispušta u određenom vremenskom periodu. Senzori semena imaju dodatnu funkciju da ustanove da li je cev za prenos semena blokirana. Za izvršenje navedenih funkcija se mogu primeniti različita tehnička rešenja. Najčešća rešenja zasnovana su na optičkim principima, ali postoje i senzori semena koji koriste radio talase (radar), mikrotalase ili koji rade na akustičkoj osnovi.

[0004] Najveći broj optičkih senzora semena rade koristeći princip optogejta. Kod ovog rešenja, izvori svetlosti (transmiteri) i detektori svetlosti (prijemnici) stoje jedni naspram drugih. Standardno su izvori svetlosti LED diode, dok su detektori svetlosti, generalno, odgovarajući fototranzistori ili fotodiode. Ključna stvar u vezi sa radom senzora semena optogejt tipa jeste da predmet (odnosno seme u ovom slučaju) koji prolazi između transmitera (npr. LED dioda) i prijemnika, stvara senku na strani prijemnika, koja zatim generiše signal u strujnom kolu prijemnika za obradu signala.

[0005] Senzori semena optogejt tipa se u osnovi klasifikuju u dva tipa prema kontrolnoj shemi izvora svetlosti. Prvi tip obuhvata senzore semena u kojima izvori svetlosti rade kontinuirano i sa konstantnim intenzitetom svetlosti tokom vremena. Kada je reč o radu (t.j. kontroli izvora svetlosti i obradi signala) ovo rešenje je jednostavnije i stoga češće u upotrebi. Druga grupa uključuje one senzore za seme optogejt tipa kod kojih se intenzitet svetlosti izvora svetlosti kontroliše periodičnim signalima, na primer, moduliše četvrtastim pulsom konstantne frekvencije. U ovom slučaju detekcija semena se vrši ispitivanjem distorzije signala detektovanih na strain prijemnika. Broj izvora svetlosti i broj detektora svetlosti se određuju zavisno od konkretnog mesta primene, oblika i dimenzija zone opažanja semena. Veličina semena koja prolaze kroz senzor semena može biti svega 1 mm za mala semena (npr, kupus, repica), a kod većih semena, može dostići i 20 mm (npr. bob). Brzina prolaska semena kroz senzore semena uglavnom zavisi od tipa mašine za sejanje, pošto mašine za sejanje koje su danas u upotrebi semena ispuštaju na dva različita načina. Kod jednog tipa mašina, semena se mehanički ispuštaju (reč je o takozvanim sadilicama), gde semena dospevaju do tla zahvaljujući gravitaciji. Brzina kretanja semena u ovom slučaju se smatra niskom. Kod drugog tipa mašina za sejanje, semena se ispuštaju pomoću vazduha (reč je o takozvanim pneumatskim mašinama za sejanje), pri čemu je, zahvaljujući snažnom strujanju vazduha, brzina kretanja semena nešto veća. Određeni tipovi semena se ispuštaju u velikim količinama, gde broj semena koja prolaze kroz senzor semena može biti čak 300 semena u sekundi, na primer pri sejanju semena pšenice. Ovaj slučaj naziva se ispuštanje velikih količina.

[0006] Zavisno od mesta upotrebe, s obzirom na pomenute karakteristike, optički senzori semena mogu se klasifikovati u dve glavne grupe, jednu u kojoj se senzori semena koriste za sadnju i drugu gde se senzori koriste za pneumatsko sejanje.

[0007] Prema sadašnjem stanju tehnike, senzori semena koji se koriste za sejanje semena su, generalno gledano, najnapredniji uređaji, pošto detektuju i mala i velika semena sa velikom preciznošću i daju tačne podatke o postupku sejanja semena. Tokom sejanja semena, mašina za sejanje ispušta semena pojedinačno, iz kog razloga senzor semena mora da pojedinačno detektuje i broji semena koja prolaze kroz senzor semena uspešno. Senzori semena koji se koriste za sejanje prilagođeni su za kontrolu ispuštene količine semena, kao i za prostornu distribuciju semena u realnom vremenu. Takav senzor semena, stavljen je na uvid javnosti, na primer, u američkom patentu br. 8,843,281. Kod ovog rešenja, duž strane senzora, izvori svetlosti raspoređeni su na jednakim udaljenostima na svakoj strani komore za detekciju, a detektori svetlosti su smešteni na jednakom rastojanju na drugoj strani komore za detekciju, nasuprot izvorima svetlosti, dok su rastojanja između izvora svetlosti i detektora svetlosti podešena tako da se kod senzora semena ne može pojaviti "mrtav prostor". Zbog velikog broja detektora svetlosti na strani prijemnika, senzori mogu da utvrde čak i veličinu semena. Asimetrična izvedba koja je primenjena kod ovog rešenja korisna je za eliminisanje "mrtvog prostora" ali ima negativan efekat na fizičke dimenzije senzora semena. Pored toga, izvori LED osvetljenja koji se obično koriste ne obezbeđuju uniformno svetlo u celokupnom opsegu njihovog ugla osvetljenja, iz kog razloga je moguće da u okviru celokupne komore za detekciju senzora semena svetlo ne bude homogeno. Homogeno osvetljenje, t.j. homogenost intenziteta svetlosti unutar senzora semena neophodno je za odgovarajuću detekciju semena različitih veličina pri različitim intenzitetima svetlosti.

[0008] Preciznost senzora semena stoga zavisi od osetljivosti senzora, za koju se preporučuje da bude podešena tako da odgovara tipu semena radi ostvarivanja najveće moguće preciznosti.Ovo pitanje rešava se pomoću senzora semena koji je opisan u dokumentu WO 2014/035949, gde mnoštvo izvora svetlosti (LED diode) obezbeđuje ujednačen intenzitet svetlosti unutar komore za detekciju. Međutim, intenzitet izvora svetlosti (LED diode) raspoređenog u sredini i na periferiji senzora svetlosti nije uniforman zbog snopova svetlosti koji se reflektuju od zidova, te se stoga različite vrednosti intenziteta svetlosti koriste za izvore svetlosti koji su uzvedeni duž periferija, kao i za one koji se nalaze u sredini senzora semena. Zahvaljujući ovom rešenju može se generisati homogeno svetlo u senzoru semena koje omogućava odgovarajuću detekciju semena koja prolaze kroz senzor semena u bilo kojoj tački unutar senzora semena. Kod ovog rešenja je intenzitet svetla izvora svetlosti konstantan. Osetljivost senzora semena može se podesiti prilagođavanjem pojačanja prijemnika (fotovoltni senzor). Kod ovog strujnog kola, osetljivost se može podesiti na nekoliko nivoa. Proces detekcije senzora potpomaže optička jedinica izvedena na prijemniku, dok je svetlosni snop transmitera (LED diode) usmeren paralelno, korišćenjem Fresnel sočiva, gde se njihova interferencija smanjuje a semena koja se pojavljuju paralelno u isto vreme se mogu lakše međusobno razlučiti, što omogućava precizniju detekciju semena.

[0009] Način sadnje pneumatske mašine za sejanje se značajno razlikuje od uniformnog ispuštanja semena kod sadilice (gde se semena sade pojedinačno). Pneumatske mašine za sejanje ne ispuštaju semena pojedinačno, jedno po jedno. Jedan od razloga za to jeste da u slučaju manje invazivnih kultura (npr. pšenice), nije toliko važno da se održava tačno rastojanje između biljaka, koliko je to važno u slučaju invazivnih kultura (npr. kukuruza) koje se sade pomoću sadilica. Zbog toga se seme kod pneumatske mašine za sejanje kreće preko senzora semena, većom brzinom i neuniformno, tako da se semena često kreću kroz komoru za detekciju paralelno, blizu jedna drugima, pri čemu jedno maskira drugo.

[0010] Zbog navedenih karakteristika pneumatskog sejanja, senzori semena koji se koriste u ovim mašinama mogu da detektuju samo stanja "sejanja" ili "ne-sejanja" cevi za prenos semena mašine za sejanje, a nisu u stanju da izbroje broj semena koja prolaze kroz senzor semena. Najčešća metoda detektovanja stanja "sejanja" ili "ne-sejanja" jeste ona gde, u slučaju smanjenja detektovanog broja semena koja prolaze kroz cev za prenos semena ispod najniže očekivane frekvencije (npr. mereno brojem semena u sekundi) senzor ukazuje na stanje "ne-sejanja". Pored stanja "ne-sejanja", poznati senzori semena su takođe u stanju da ustanove blokadu cevi za prenos semena na osnovu iskustva koje ukazuje da kada se očekivani broj semena u sekundi smanji najmanje na polovinu vrednosti u cevi za prenos semena, to je verovatno izazvano blokadom cevi za prenos semena. Ovi senzori semena su, ipak, u stanju da detektuju očekivani broj semena tek nakon postupka kalibracije gde se broj signala koje generišu detektabilna semena broji, a zatim se određuje očekivani broj semena. Nepreciznost senzora semena poznatih pneumatskih mašina za sejanje zavisi od količine semena koje mašina ispušta, dok ispuštena količina semena zavisi od brzine mašine. Pri ispuštanju većeg intenziteta, kada seme prođe kroz senzore relativno velikom brzinom uz neravnomernu vremensku i prostornu distribuciju, poznati senzori semena nisu u stanju da odrede tačan broj semena, t.j. oni detektuju prolazak manje semena od stvarnog broja istih, te se stoga u mnogim slučajevima može desiti da se propusti detekcija blokade cevi za prenos semena. Dodatni problem jeste taj da ispuštanje kod pneumatskih mašina za sejanje može da se razlikuje od reda do reda i u slučaju sadnje sa različitim brzinama ispuštanja, ispuštena količina semena može da se promeni i od oblasti do oblasti, te stoga maksimalna brzina ispuštanja semena takođe treba da bude podešena tako da se može detektovati blokada,

[0011] Dokument EP 0175530 A2 predstavlja senzor za brojanje semena, gde semena padaju niz nagnut prolaz između dva razmakunta prozora i dva razmaknuta ogledala, koji se nalaze jedni naspram drugih po širini nagnutog prolaza. Linearni niz višestrukih emitera zračenja usmerava snop zračenja preko putanje semena kroz otvor na prorezu u prozoru. Svetlosni snop prolazi kroz otvor na prozoru do para detektora zračenja spojenih paralelno i daje signal koji predstavlja količinu zračenja koja pada na iste. Zbog broja emitera u linearnom nizu, zračenje je difuzno i nekolimirano, tako da nijedno seme ne može biti u senci drugog, a integrisano smanjenje zračenja koje pada na detektor predstavlja broj semena koja prolaze.

[0012] Dokument US 2010/264163 A1 stavlja na uvid javnosti aparat za ispuštanje proizvoda sa sistemom merenja količine i distribucije proizvoda. Senzor se nalazi duž prolaza proizvoda između merača i sistema distribucije. Senzor ima niz prijemnika koji pokrivaju tek mali deo prolaza proizvoda, gde se rezolucija senzora povećava radi sposobnosti detektovanja relativno malih čestica. Međutim, senzor ne sadrži masku sa kanalima ispred izvora svetlosti kako bi se obezbedili posebni zraci za detektore.

[0013] Dokument US 6,158,363 A stavlja na uvid javnosti vazdušnu sadilicu za sadnju poljoprivrednih kultura. Vazdušna sadilica sadrži senzor za brzinu čestica koji daje senzorski izlazni signal koji odgovara izmerenoj brzini čestica. Kod senzora brzine, izvori svetlosti su vertikalno odvojeni sledeći centralnu osovinu u smeru kretanja semena, prema tome ovaj raspored nije pogodan za brojanje semena.

[0014] Predmetni pronalazak ima za cilj da eliminiše navedene probleme, te da obezbedi senzore semena za pneumatske mašine za sejanje koji omogućavaju preciznije brojanje semena koja tuda prolaze, kao i pouzdaniju detekciju blokade cevi za prenos semena.

[0015] Dodatni cilj ovog pronalaska jeste da obezbedi metodu, pomoću koje se može detektovati blokada cevi za prenos semena sa većom pouzdanošću nego što je bio slučaj ranije.

[0016] Pomenuti ciljevi postižu se pomoću senzora za brojanje semena kako je definsano u patentnom zahtevu 1 kao i metodom definisanom u patentnom zahtevu 6. Poželjna tehnička rešenja senzora za brojanje semena definisana su zavisnim patentnim zahtevima.

[0017] Sledi detaljniji opis ovog pronalaska uz pozivanje na crteže na kojima

• Slika 1 jeste shematski bočni prikaz pneumatske mašine za sejanje i traktora koji je vuče, • Slika 2 prikazuje putanju semena u u pneumatskoj sejalici delimično kroz bočni prikaz, i delimično kroz uzdužni poprečni presek,

• Slika 3 prikazuje glavu za ispuštanje semena pneumatske mašine za sejanje gledano odozgo i sa strane,

• Slika 4 prikazuje dodatne detalje glave za ispuštanje semena pneumatske mašine za sejanje, • Slika 5 predstavlja perspektivni eksplodirani prikaz senzora semena prema pronalasku, Slika 6 predstavlja perspektivni prikaz senzora semena prema pronalasku u potpuno sklopljenom stanju,

Slika 7a predstavlja bočni presek unutrašnjeg dizajna senzora semena prema pronalasku, Slika 7b predstavlja prednji izgled unutrašnjeg rasporeda senzora semena prema pronalasku,

Slika 7c prikazuje unutrašnji raspored senzora semena prema pronalasku u prikazu preseka gornjeg dela,

Slika 8a predstavlja bočni prikaz optičke jedinice senzora semena prema pronalasku, Slika 8b predstavlja prikaz optičke jedinice senzora semena prema pronalasku iz ptičje perspektive,

Slika 8c prikazuje optičku jedinicu senzora semena prema pronalasku iz ptičje perspektive duž ravni A:A na Slici 8a,

Slika 8d predstavlja eksplodiran prikaz optičke jedinice senzora semena prema pronalasku, Slika 9 prikazuje dizajn optičke maske koja se koristi u optičkoj jedinici senzora semena prema pronalasku, kao i disperziju svetlosti u bočnom prikazu preseka,

Slika 10 prikazuje disperziju svetlosti kada se koristi odnosno ne koristi, optička maska senzora svetlosti prema predmetnom pronalasku, u prikazu odozgo i bočnom prikazu, Slika 11 prikazuje disperziju svetlosti kada se koristi odnosno ne koristi, optička maska senzora svetlosti prema predmetnom pronalasku, u perspektivnom prikazu;

Slika 12 prikazuje senku koju prave semena kada se koristi odnosno ne koristi optička maska senzora semena prema ovom pronalasku iz u prikazu odozgo i bočnom prikazu, Slika 13 je dijagram strujnog kola prijemnika koji se koristi u senzoru semena, prema pronalasku,

Slika 14 jeste funkcionalna blok shema optičkog prijemnika senzora semena prema pronalasku,

Slika 15 prikazuje vremenski dijagram sa primerima signala koje proizvodi senzor semena prema pronalasku i uzorkovanju istih,

Slike od 16 do 19 prikazuju vremenske dijagrame sa primerima signala koje proizvodi senzor semena prema pronalasku kao i njihovo uzorkovanje u različitim situacijama detekcije,

• Slika 20 jeste dijagram toka koji prikazuje glavne korake inicijalizacije metode prema pronalasku,

• Slika 21 jeste dijagram toka koji prikazuje glavne korake detektovanja blokade cevi za prenos semena obuhvaćene metodom, prema pronalasku,

• Slika 22 jeste dijagram koji prikazuje ispitivanje blokade semena cevi za prenos semena obuhvaćene metodom, prema pronalasku,

• Slika 23 jeste shematski, konceptualni blok dijagram sistema podešavanja osetljivosti koji se koristi u senzorima semena, prema pronalasku,

• Slika 24 prikazuje raspored povezivanja tehničkog rešenja sistema podešavanja osetljivosti koji se koristi u senzorima semena prema pronalasku, dok je

• Slika 25 dijagram toka koji prikazuje glavne korake rada sistema podešavanja osetljivosti koji se koristi u senzorima semena, prema pronalasku.

[0018] Na Slikama od 1 do 4 data je šematska ilustracija pneumatske mašine za sejanje 100 sa pripadajućim delovima u različitim prikazima. Pneumatsku sejalicu 100 vuče odgovarajuće vučno sredstvo, poput traktora 111. Jedinica 130 za kontrolu i praćenje semena pneumatske mašine za sejanje 100 postavlja se na traktor 111, dok se GPS uređaj 131 povezuje na pomenutu jedinicu 130, pri čemu je GPS uređaj 131 neophodan za prostornu kontrolu ispuštanja željene količine semena. Generalno, pneumatske mašine 100za sejanje nemaju sopstveno električno napajanje i hidraulični pogon, te se, stoga, ove jedinice povezuju sa traktorom 111 pomoću električnih i hidrauličnih vodova 109.Pneumatske mašine 100 za sejanje imaju najmanje jedan kontejner 100 za seme. Semena 102 se prenose iz pomenutog kontejnera 101 kroz sistem dopremanja u pneumatsku cev 105, povezanu sa ventilatorom 104, pri čemu se semena prenose iz navedene pneumatske cevi 105 u najmanje jednu glavu 120 za ispuštanje kroz najmanje jednu centralnu cev 121. Ravnomerno strujanje vazduha kojim se postiže prenos semena 102 obezbeđuje ventilator 104. U cevima za prenos semena pneumatske mašine za sejanje 100 ravnomerno ispuštanje semena se postiže pomoću glave 120 za ispuštanje, prema izlazu 122, povezanom sa cevima za prenos semena 123. Ove cevi 123 za prenos semena prenose semena 102 do raonika 106 na kraju cevi za prenos semena. U blizini raonika 106 niz diskova 107 za brazde postavljeni su za formiranje brazdi za seme u tlu, koje je već pripremljeno pomoću diskova 110 za pripremu. Raonik 106 ima funkciju da postavi semena 102 u brazde za semena u tlu. Generalno gledano, sistemom 103 ispuštanja se upravlja električno pomoću jedinice 130 za kontrolu i praćenje sejanja kojom se kontroliše količina semena koje se ispušta proporcionalno brzini ili prema GPS uređaju 131.

[0019] Senzori 200 za brojanje semena umetnuti su u cevi 123 za prenos semena, blizu glave 120 za ispuštanje. Upotrebom senzora 200 semena adaptiranog za brojanje semena, broj izbrojanih semena 102 može se računati na osnovu redova tokom sejanja semena. Postavljanje senzora 200 semena u pneumatske mašine za sejanje 100 je uobičajena praksa, jer su senzori na tim mestima najmanje izloženi fizičkim oštećenjima. U cevima 123 za prenos semena pneumatskih mašina 100za sejanje, kada se vrši doziranje sa velikim količinama, semena 102 se pomeraju jedna pored drugih, u većini slučajeva ostvarujući međusobni kontakt.

[0020] Na Slikama od 5 do 8 prikazan je senzor semena prema pronalasku sa svojim različitim delovima u različitim prikazima u poželjnom tehničkom rešenju senzora. Senzor 200 sadrži komoru 210 za detekciju koja omogućava prolazak semena, pri čemu pomenuta komora 210 za detekciju ima centralnu osu 211 koja se u osnovi pruža u istom pravcu kao pravac kretanja semena. Unutar kućišta 204, ali izvan komore 210 za detekciju, izveden je niz izvora 240 svetlosti u ravni P, koji se pružaju pod pravim uglom u odnosu na pomenutu centralnu osu 211 komore 210 za detekciju. Izvori 240 svetlosti postavljeni su na jednakom odstojanju na unapred određenim međusobnim rastojanjima. Takođe unutar kućišta 204, ali izvan komore 210 za detekciju, naspram izvora svetlosti 240, smešteno je više detektora 250 svetlosti unutar iste ravni P kao i izvori 240 svetlosti. Detektori svetlosti su takođe raspoređeni jednako, na prethdonoodređenim međusobnim rastojanjima. Broj detektora 250 svetlosti jednak je broju izvora 240 svetlosti. Senzor 200 semena zatim sadrži jedinicu 502 za obradu signala (slika 7b) za kontrolu rada izvora 240 svetlosti i za obradu signala detektora 250 svetlosti. Izvori 240 svetlosti i detektori 250 svetlosti smešteni su u pomenutoj zajedničkoj ravni P, tako da su u stanju da skeniraju celokupan poprečni presek navedene komore 210 za detekciju, pri čemu navedeni presek u osnovi stoji pod pravim uglom u odnosu na smer kretanja semena.

[0021] Novo svojstvo senzora 200 za brojanje semena prema pronalasku je da se interferencija između detektora 250 svetlosti, koja ima štetan uticaj na detekciju semena 102 koja se kreću paralelno i blizu jedna drugima, smanjuje tako što se ugao osvetljenja svetlosnih snopova 263 izvora 240 svetlosti i ugao aspekta detektora svetlosti smanjuju pomoću optičkih maski 230. Optičke maske 230 su neprozirne jedinice raspoređene ispred izvora 240 svetlosti, odnosno detektora 250 svetlosti, a koje sadrže paralelne kanale 231. Prečnik kanala 231 koji se otvaraju ka komori za detekciju manji je od prečnika optičkih sočiva 241 i 251 izvora 240 svetlosti i detektora 250 svetlosti, postavljenih ispred kanala 231. Optička sočiva 241, 251 su ugrađena u optičke maske 230 i čvrsto se spajaju sa spoljnim krajem kanala 231. Broj kanala 231 formiranih u optičkim maskama 230 jednak je za izvore 240 svetlosti i detektore 250 svetlosti, s tim ograničenjem da su unutar optičkih maski 230, kanali 231 odvojeni pregradom napravljenom od materijala koji je neproziran za svetlost izvora 241 svetlosti. Poželjno je da pregrade budu izrađene od crnog materijala. Minimalna dužina kanala 231 je takva da praktično celokupnu količinu upadne svetlosti primljenu od strane detektora 250 svetlosti emituje izvor 240 svetlosti, smešten direktno nasuprot njoj.

[0022] U senzoru 200 semena, prema pronalasku, obližnji izvori 240 svetlosti i obližnji detektori 250 svetlosti izvedeni su na prethodno određenom međusobnom rastojanju tako da je komora 210 za detekciju u osnovi bez slepog prostora uzimajući u obzir detekciju semena.

[0023] Kao što je prikazano na Slici 7a, potrebni elektronski moduli senzora 200 semena, uključujući strujno kolo 501 prijemnika, kolo 301 regulatora osvetljenja, napajanje 304 i jedinicu 502 za obradu signala smešteni su u plastičnom kućištu 204 koje štiti elektronske komponente od vode, prašine i sunčevih zraka tokom upotrebe na otvorenom. Unutar kućišta 204 nalazi se držeći element 205 za optičke komponente, pri čemu je navedeni držeći element 205 plastična jedinica koja određuje zonu detekcije. Ovaj držeći element 205 sadrži optičke komponente potrebne za detekciju, uključujući izvore 240 svetlosti, detektore 250 svetlosti i optičku masku 230, kao i prozore 220 za zaštitu navedenih komponenti, pri čemu je poželjno da navedeni prozori 220 budu izrađeni od prozirnog materijala.Za postavljanje senzora semena na povezane cevi 123 za prenos semena formiran je breg na držećem elementu 205, koji se aktivira pomoću zubaca 206 formiranih na adapteru 202 cevi, koji se može umetnuti u senzor 200 semena i na dolaznom i odlaznom kraju.Zahvaljujući adapteru 202 cevi, senzor semena može se lako očistiti kada se na njemu nakupi prašina, dok zamenljivost adaptera 202 cevi takođe omogućava povezivanje senzora semena sa cevima 123 za prenos semena različitih veličina. Vazdušno nepropusna veza između cevnih adaptera 202 i držećeg elementa 205 obezbeđena je zaptivnim prstenom 203 koji sprečava povratak vazduha pod pritiskom iz senzora 200 semena. Poželjno je da senzor 200 semena bude obezbeđen sa status indikujućim LED 207 za indikaciju grešaka, prema kome korisnik može na mestu da proveri da li senzor semena radi ispravno. Status indikujući LED 207 može, na primer, da upozori na nečistoću senzora 200 semena.

[0024] Slike od 9 do 11 ilustruju, u različitim prikazima, disperziju svetlosti unutar senzora semena prema pronalasku kada se koristi i kada se ne koristi optička maska 230. Radi jednostavnosti, na Slikama 10 i 11 prikazani su samo jedan izvor 240 svetlosti i tri detektora 250 svetlosti. Ove slike jasno pokazuju svetlosni zrak 260 koji emituje optičko sočivo 241 izvora 240 svetlosti kroz optičku masku 230 a detektuje ga detektor 250 svetlosti direktno naspram izvora 240 svetlosti, kao i susedni detektori 250b, 250c svetlosti (Slika 10).Slika 10 takođe prikazuje da je, u slučaju korišćenja optičke maske 230, zona 265 detekcije detektora 255a do 255c svetlosti uža od one u zoni 264 detekcije koja je dobijena bez upotrebe optičke maske. Zbog uže zone 265 detekcije, interferencija između susednih detektora 250a-250c svetlosti se znatno smanjuje i praktično je eliminisana.

[0025] Tokom rada, optičke maske 230 omogućavaju da se smanji interferencija između izvora 240 svetlosti i detektora 250 svetlosti koji su postavljeni jedni naspram drugih u okviru kućišta 204 usled ograničenog prostora kanala 231, pri čemu ovaj kanal 231 ne dozvoljava da deo svetlosnog zraka 263, koji emituju optička sočiva 241 izvora 240 svetlosti prođe kroz optičku masku 230, dok se deo svetlosnog zraka 263 koji ulazi u kanal 231 reflektuje od unutrašnjeg zida kanala 231 a nakon refleksije intenzitet ovih svetlosnih zraka se smanjuje, tako da detektori svetlosti koji se nalaze u blizini detektora svetlosti direktno naspram odgovarajućeg izvora 240 svetlosti primaju zanemarljivu količinu svetlosti. To znači da samo svetlosni zrak 260, tj. deo prvobitno emitovanog svetlosnog zraka 263, koji je sužen pomoću optičke maske 230 doseže detektore 250 svetlosti. Pored toga, optička maska 230 takođe smanjuje aspektni ugao detektora 250 svetlosti pošto kanali 230 obezbeđuju uži aspektni ugao (takozvani "tunelski vid") i za detektore 250 svetlosti.

[0026] Rad senzora semena u skladu sa pronalaskom jasno je objašnjen tehničkim rešenjem prikazanim na Slici 12, gde je prikazano seme koje se kreće u blizini jednog od izvora 240 svetlosti, kao i seme 280 koje se kreće u blizini jednog od detektora 254 svetlosti. Senka 272 semena 270 koje se kreće ispred izvora 240 svetlosti u osnovi se projektuje samo na detektor 252 svetlosti, dok se senka 282 semena 280 koje se kreće ispred detektora 254 svetlosti u osnovi projektuje samo na detektor 254 svetlosti. U vidnom polju detektora 253 svetlosti, praktično se ne stvara senka. Broj senki je 2, broj semena je 2, pa se broj semena može tačno odrediti na osnovu broja senki.

[0027] Nasuprot tome, ako se ista situacija ispituje bez upotrebe optičke maske 233, iskustvo pokazuje da se senka 271 semena 270 koje se kreće ispred izvora 240 svetlosti projektuje na detektor 255 svetlosti, koji se nalazi odmah naspram semena 270, kao i susedni detektor 256 svetlosti, a delimično na sledeći detektor 257 svetlosti. Međutim, senka 281 semena 280 koje se kreće ispred detektora 257 projektuje se samo na detektor 257 svetlosti, što znači da se zajednička senka projektuje na tri detektora 255-257 svetlosti. U ovom slučaju broj senki je 1, broj semena je 2, pa se usled jedne široke senke ne može tačno utvrditi broj semena.

[0028] Kao što je prikazano na Slici 12, ako se ne koristi optička maska 230, zatim u slučaju kada jedno seme 280 sledi drugo seme 270 na malom rastojanju, zatim ako senka prvog semena 270 generiše signal na svakom od tri detektora 255-257 svetlosti, sledeće seme 280 neće generisati novi signal pri ulazu u zonu 264 procene ispred detektora 255-257 svetlosti, te stoga senke dva semena 270, 280 neće biti razdvojene, što znači da broj semena ne može da se nedvosmisleno utvrdi na osnovu broja senki. Međutim, koristeći optičku masku 230 u senzoru 200 semena, prema pronalasku, ako jedno seme 280 i drugo seme 270 stignu sa malim međusobnim rastojanjem, prvo seme 270 neće generisati senku na detektoru 250 svetlosti nakon što napusti ograničenu zonu 265 regulacije, tako da će sledeće seme 280, koje stiže kasnije, generisati novi signal u detektoru 250 svetlosti, pa će se senke dva semena odvojiti jedna od druge, a time će broj semena koja prolaze preko senzora 200 semena moći tačno da se odredi na osnovu broja senki. Prema pronalasku, ti signali generisani za strujna kola 501 prijemnika od strane semena koja se kreću paralelno jedno za drugim na malom međusobnom rastojanju mogu se odvojiti jedan od drugog na jasniji način.

[0029] Primerni dijagram povezivanja kola poželjnog tehničkog rešenja strujnog kola prijemnika koji se koristi u senzoru semena, prema pronalasku prikazan je na Slici 13, dok je blok šema funkcionisanja optičkog prijemnika senzora semena prema pronalasku prikazana na Slici 14.Strujno kolo 501 prijemnika povezano je sa jedinicom 502 za obradu signala preko više ulaznih kanala, pri čemu algoritme logike obrade signala za određivanje broja semena primenjuje softver jedinici 503 za obradu signala, kao što je mikrokontroler.

[0030] Tokom rada strujno kolo 501 prijemnika služi za konvertovanje svetlosnih signala 500 koje detektuju detektori 251 svetlosti u analogne električne signale, pri čemu pomenuti svetlosni signali odgovaraju na promene intenziteta svetlosti kao rezultat senki semena, na primer semena 270 i 280 prikazanih na Slici 12, a zatim i za pojačanje električnih signala, kao i za konvertovanje u digitalne signale 503.Konverziju toka svetlosti u električni signal vrši fototranzistor PT1, koji na izlazu daje intenzitet struje srazmeran intenzitetu upadne svetlosti. Intenzitet struje fototranzistora PT1 je obično u µA opsegu. Otpornik R6, redno povezan sa fototranzistorom PT1, konvertuje analogni strujni signal u analogni naponski signal i dalje pojačava taj signal u mV opsegu. Vremenski dijagram 500 prikazuje promene napona U1 izmerene na otporniku R6 kada seme prođe kroz senzor semena. Kao što se vidi iz dijagrama, nivo napona u radnoj tački, koji je rezultat toka svetlosti u radnoj tački privremeno se smanjuje zbog efekta zasenjivanja zrna. Analogni signal U1 povezan je na ulaz digitalizujućeg kola naizmeničnom vezom preko kondenzatora C2. Značaj ovog rešenja je u tome što je nivo okidača nezavistan od napona U1 u radnoj tački. Kontrolom napona baze tranzistora T1, čak i pad napona od nekoliko mV može dovesti do aktiviranja na digitalnom izlazu kola 501 prijemnika. Na taj način se može postići suštinski osetljiva detekcija semena koja omogućava čak i detekciju veoma malog semena koje se kreće velikom brzinom. U tehničkom rešenju senzora semena prema pronalasku, prikazanom na Slici 8b, senzor 200 semena sadrži šest parova izvora svetlosti i detektora svetlosti, pri čemu signali svakog od šest detektora svetlosti (npr. fototranzistora) imaju svoje zasebno strujno kolo 501 prijemnika. Tako je celokupna zona detekcije senzora 200 semena podeljena u šest u osnovi razdvojenih zona detekcije. Svaki od detektora 250 svetlosti (npr. fototranzistori) obezbeđuje digitalni signal na digitalnom ulaznom kanalu 503, naznačen sa SIGn (n = 1, 2, 3, ...) kroz sopstveni strujni krug 501 prijemnika za jedinicu 502 za obradu signala. Digitalni ulazni kanali koji formiraju izlazne vrednosti strujnog kola 501 prijemnika priključeni su na ivično-kontrolisane ulaze 504 prekida jedinice 502 za obradu signala (npr. mikrokontroler), pri čemu navedeni ulazi 504 generišu prekid u odgovarajućim strujnim kolima jedinice 502 za obradu signala, i za prednje ivice i za zadnje ivice. Prednost ovog rešenja sastoji se u tome što nema potrebe za neprekidnom proverom ulaznih vrednosti, dok se promena logičkog stanja bilo kog inputa može odmah detektovati, a status inputa ili promena njegovog statusa može pohraniti u uređaj za čuvanje podataka.

[0031] Sledi opis metoda detekcije blokade cevi za prenos semena prema pronalasku. Metoda u skladu sa pronalaskom može se primeniti u onim sistemima sejanja u kojima se senzori semena koriste istovremeno i senzori semena imaju više izvora svetlosti i više detektora svetlosti raspoređenih nasuprot izvora svetlosti na način da svaki detektor svetlosti u suštini detektuje svetlost samo jednog izvora svetlosti postavljenog nasuprot njemu. U ovim senzorima komora za detekciju je bez mrtvog prostora. Pored toga, poseban senzor semena povezan je sa svakom cevi za prenos semena. Kao što je detaljno opisano gore, senzori semena u skladu sa ovim pronalaskom omogućavaju tačno određivanje broja semena, što je od ključne važnosti za odgovarajuće delovanje metode pronalaska.

[0032] Sledi objašnjenje koncepta metode obrade signala prema pronalasku, uz pozivanje na Sliku 15 na kojoj su prikazani vremenski dijagrami primernih digitalnih signala 610, koje generišu semena koja se kreću jedno za drugim kroz senzor 200 semena. U trenutku t0, definisanom kao početno stanje, nema signala nijednog od digitalnih inputa 503. Kao što se može videti na Slici 15, svaka promena signala 603 (tj. prednja ivica ili zadnja ivica) generiše prekid na jedinici 102 za obradu signala, nakon čega sledi operacija uzorkovanja. Stvarno stanje (0 ili 1) digitalnih ulaznih kanala 503 takođe se može identifikovati u vremenima 602 uzorkovanja. Prvi korak obrade digitalnih signala SIG1-SIG6 koji se pojavljuju na ulazu jedinice 502 za obradu signala je vremenska podela toka signala na kraće delove, t.j. blokove 601. Sa jednim blokom 601 poželjno je da se te promene 603 signala povezuju na osnovu međusobnog logičkog odnosa. Očigledno rešenje za takvo povezivanje jeste da se početak i kraj bloka 601 definišu neaktivnim stanjem 600 (logička 0 na Slici 15) svih digitalnih ulaznih kanala 503.Tok signala prikazan na Slici 15 može se podeliti u dva bloka 601, pri čemu prvi blok 601 obuhvata sve promene 603 signala u periodu [t1, t4], dok drugi blok 601 obuhvata promene 603 signala u periodu [t5,t10]. Dva bloka 601 su razdvojena neaktivnim vremenskim intervalom 600, definisanim periodom [t4,t5]. Kako se ovde koriste digitalni signali, informativni sadržaj signala digitalnih ulaznih kanala 503 se obezbeđuje novim stanjima nakon promene 603 signala (prednje ili zadnje ivice) sa jedne strane, odnosno vremenom promene 603 signala sa druge strane. Shodno tome, podaci koje pohrani jedinica 502 sadrže logička stanja digitalnih ulaznih kanala 503 predstavljena binarnim brojevima koji se sastoje od bitova, kao i relativnih vremenskih oznaka promena 603 signala. Pošto se obrada signala vrši za svaki blok 601, vremena prednjih i zadnjih ivica, t.j. promena 603 signala se pohranjuju relativno na početak datog bloka 601, radi lakšeg računanja i pohranjivanja memorije. U procesu obrade signala prema pronalasku, kada se semena kreću kroz senzor semena jedno za drugim, tj. kada je jedno od semena već prešlo svetlosni zrak 260 pre nego što drugo seme stigne do ovog svetlosnog zraka 260 (videti Sliku 12), promene signala koje proizvode semena su vremenski razdvojene i u tom slučaju se različita semena mogu lako identifikovati.

[0033] Kao što je prethodno pomenuto, oblici signala koji se pojavljuju na digitalnim ulaznim kanalima 503 mogu se preklapati. Pošto zraci 260 koji se emituju kroz optičku masku 230 izvora 240 svetlosti nisu međusobno potpuno paralelni, čak i sa maskiranjem, neizbežna je određena interferencija između digitalnih ulaznih kanala 503, koja je zanemarljiva u najvećem broju slučajeva, t.j. dati izvor 240 svetlosti osvetljava ne samo detektor 250 svetlosti koji se nalazi direktno nasuprot njega, nego, u određenoj meri, i njemu susedne detektore svetlosti. Primećuje se da čak da su volumeni prostora detekcije izlaznih vrednosti detektora 250 svetlosti, koji su povezani sa kanalima 503 digitalnih inputa, potpuno razdvojeni (t.j. u slučaju potpunog odsustva interferencije), broj semena koja se istovremeno kreću kroz senzor ne bio mogao biti ustanovljen čak i za određeni tip semena (za seme određene veličine) samo na osnovu broja promena 603 signala na odgovarajućim kanalima 503 digitalnog inputa. Cilj logičke obrade signala prema pronalasku jeste ispitivanje signalnih talasa kanala na osnovu blokova, pri čemu se za određivanje broja semena koja se u isto vreme nalaze u zoni osvetljenja datog zraka, mogu razlučiti sledeći osnovni slučajevi:

a) Prvi slučaj je da se na osnovu signalnih talasa, blok 601 dalje deli na dva ili više područja (prostorno odvajanje). Odvojena područja (ili segmenti) predstavljaju različita semena. Ako je potrebno, ova područja se mogu dalje ispitivati nezavisno od ostalih područja. Slika 16 prikazuje primer kako se blok 601 deli na područja, gde se prostorno odvajanje dva područja 621 može izvršiti zbog neaktivnog stanja 600 trećeg kanala 611.

b) Drugi slučaj zasnovan je na tome da se semena mogu smatrati konveksnim telima sa dobrom aproksimacijom. Praktično gledano, kada se ispituju digitalni ulazni kanali 503 tokom vremena (prema fizičkim signalima digitalnih ulaznih kanala 503), na signalima se mogu prepoznati značajno smanjenje a potom i značajno povećanje. Kao što je prikazano na primeru na Slici 18, u kanalima koji počinju od kanala 611 pored kanala 615 i u kanalima koji počinju sa kanalom 616, može se primetiti povećanje dužina signala u području 623 u odnosu na dužinu signala kanala 615. Kako konveksnost semena nije strogo zadovoljena u svim slučajevima, polazne vrednosti su određene za stepen smanjenja i stepen narednog povećanja dužine signala.

c) U trećem slučaju prisutna je suštinska vremenska razlika između dolazaka semena u svetlosni zrak 260 u odnosu na dužine signala koje generišu različita semena. Shodno tome, preklapanje signala kanala koji pripadaju različitim semenima i odstupanje između različitih signala mogu se u praksi lakše ispitati na osnovu stope preklapanja dotičnih signala. Ovaj slučaj je jasno prikazan na Slici 17, pri čemu je, na primer, vrednost praga postavljena na 50% i za stopa preklapanja ispod ove polazne vrednosti, za signale unutar bloka 601 može se smatrati da ih generišu različita semena u skladu sa preklapanjem 613 koje se detektuje u području 622 između dva odgovarajuća kanala.

d) U četvrtom slučaju promene signala na kanalima 601 u svakom od blokova nose i korisne informacije. na Slici 19. prikazan je primer za ovaj četvrti slučaj, gde se dva semena pomeraju jedno za drugim, praktično u kontaktu, što se odražava na neprekidne signale kanala 624. Suprotno tome, na kanalima 617 i 618 signal je neko vreme odsutan, a zatim se ponovo pojavljuje. Na osnovu broja promena signala može se zaključiti da su najmanje dva semena proizvela signale unutar bloka 601.

[0034] Cilj postupka prema pronalasku je da ukaže na blokadu bilo koje cevi 123 za prenos semena pneumatske mašine za sejanje 100 prikazane na Slici 1 u kratkom vremenu. Blokada se obično dešava na kraju cevi za prenos semena u raoniku 106, pošto na tom mestu delovi zemljišta ili drugi ostaci mogu ući u raonik koji potom mogu ograničiti (delimična blokada) ili čak potpuno zatvoriti (potpuna blokada) putanju vazduha i semena 102. U slučaju delimične ili potpune blokade cevi 123 za prenos semena, može se primetiti značajno smanjenje brzine vazduha zajedno sa generalno malim smanjenjem broja semena, pa metoda prema ovom pronalasku, za razliku od klasičnih rešenja, detektuje smanjenje protoka vazduha, umesto smanjenja očekivanog broja semena, i na osnovu ovih informacija ustanovljava blokadu. Metoda određivanja blokade zasnovana je na tome da se u uniformnom strujanju vazduha koje obezbeđuje ventilator 104 u senzoru 200 semena, brzina semena može smatrati konstantnom, pri čemu tu brzinu određuje jedinice 502 za obradu signala. Dužine signala semena definisane su kao širina elektronskog impulsa, proporcionalna vremenskom periodu tokom kojeg seme koje se kreće blokira upadno svetlo detektora svetlosti. Periodi kretanja semena kroz senzor semena su izračunati pomoću jedinice 502 za obradu signala iz izlaznih signala detektora svetlosti. Izlazna vrednost senzora 200 semena se zatim prosleđuje i obrađuje od strane centralne jedinice 140 za obradu mašine za sejanje. Elektronska jedinica 140 za obradu povezana je preko komunikacionog kabla 201 sa senzorima 200 semena, koji su po mogućnosti povezani redno. Poželjno je da centralna jedinica 140 za obradu bude izvedena ispod glave 120 za ispuštanje duž centralne cevi 121, pošto iz praktičnih razloga, komunikacioni kablovi 201 senzora 200 semena mogu biti dovedeni na to mesto uz visoku bezbednost. U metodi prema pronalasku, za prepoznavanje pada brzine protoka vazduha, što je uobičajen fenomen kod situacije blokade, potrebno je ispitati smanjenje dužina signala, mereno od strane jedinice 502 za obradu signala. Važno je napomenuti da je ključna tačka rada ta da se analizirana dužina signala generalno dobija iz signala koje generišu nepreklapajuća semena koje odvojeno prolaze kroz senzor 200 semena, pošto ova vrsta uzorkovanja ima značajan uticaj na osetljivost određivanja blokade. Stoga se činjenica blokade može utvrditi na osnovu promene prosečne dužine signala jednog semena (koja se naziva dužina signala semena), pošto se dužina signala semena menja obrnuto proporcionalno u odnosu na veći stepen pada protoka vazduha. Prilično značajne promene dužine signala semena omogućavaju definitivno prepoznavanje blokade koja je neosetljiva na različit broj semena koja ispušta pneumatska mašina 100 za sejanje. Pošto, nakon što dođe do blokade, dužine signala semena počinje odmah da rastu, ovaj metoda ima dodatnu prednost koja se ogleda u tome što se u vrlo kratkom periodu (čak i u roku od nekoliko sekundi) može ustanoviti nastanak prekida ili smetnje. Prepoznavanje blokade na osnovu promene dužine signala semena je prilagodljivo, tako da je mašina za sejanje sposobna da se neprekidno prilagođava visoko promenljivoj stopi ispuštanja, ili čak stopi ispuštanja koja zavisi od područja, a koju kontroliše GPS pozicionirajući uređaj 131. Kao rezultat, dovoljno je da se jednom na početku procesa sejanja podesi osetljivost prepoznavanja blokade. Najmanje jedna elektronska kontrolna jedinica 140 postavljena na svakoj od glava za ispuštanje prikuplja podatke sa senzora semena, čime se omogućava računanje i analiza svih podatka koji pripadaju datoj glavi 120 za ispuštanje.

[0035] Prilagodljiva detekcija blokade zasnovana je na da tome da se prilagodljiva referentna dužina signala povezuje sa svakim senzorom 200 semena, pri čemu se navedena referentna dužina signala uvek približava stvarnoj prosečnoj dužini signala ukoliko nema blokade bilo koje cevi za prenos semena, a u suprotnom (t.j. po detekciji blokade) njena vrednost ostaje nepromenjena. Za podešavanje osetljivosti prilagodljive detekcije blokade koristi se faktor množenja veći od 1. Na primer, ako se blokada treba naznačiti samo pri značajnom odstupanju od referente dužine signala, vrednost faktora osetljivosti treba da se poveća u skladu sa tim. Važno je da na početku sejanja, odnosno kada počne tok semena, početna vrednost referentne dužine signala bude odgovarajuće određena, pošto, u suprotnom, naznačavanje blokade neće biti vršeno sa potrebnom pouzdanošću.

[0036] Koraci određivanja početne referentne dužine signala prikazani su na Slici 20.Nakon pokretanja postupka sejanja, u koraku 1001 odredi se prosečna početna dužina signala za svaki senzor semena koji pripada istoj glavi za ispuštanje, a zatim se u koraku 1002 utvrđuje srednja vrednost sačuvanih prosečnih dužina signala za svaki senzor semena. Ova srednja vrednost se zatim koristi kao globalna referentna dužina signala za svaki senzor semena. U koraku 1003 gornja granica za prosečne dužine signala senzora semena iste glave za ispuštanje dobija se množenjem globalne referentne dužine signala sa faktorom osetljivosti koji ima vrednost veću od 1. Koraci od 1001 do 1003 sprovode se za svaki senzor semena koji pripada istoj glavi za ispuštanje semena.

[0037] Kada je inicijalna referentna dužina signala dostupna za svaki senzor semena, koraci prikazani na Slici 21 izvode se sa ponavljanjem u prethodno određenim intervalima ΔT koji definišu periode naknadnih merenja. Tokom ovog postupka nakon koraka ispitivanja svakog senzora semena (tj. dobijanja prosečne dužine signala; korak 1001), koraka određivanja redovne referentne dužine signala (korak 1002) i koraka dobijanja gornje granice za dužinu signala (korak 1003), prave se sledeći koraci zasebno za svaki senzor semena.

[0038] U koraku 1004a se proverava da li je cev za prenos semena povezana sa datim senzorom semena blokirana, a ako je tako, onda se u koraku 1004b utvrđuje da li je prosečna dužina signala određenog senzora semena iznad pohranjene gornje granice. Ako prosečna dužina signala senzora semena prelazi pohranjenu gornju granicu određenu za glavu za ispuštanje, tada će se u koraku 1005 blokada i dalje prikazivati (tj. održava se blokirano stanje senzora), u suprotnom u koraku 1006 naznačeno je da više nema blokade, a u koraku 1007 biće pohranjena trenutno određena ustanovljena referentna dužina signala i odgovarajuća gornja granična vrednost.

[0039] Ako se u koraku 1004a utvrdi da u cevi za prenos semena koja pripada senzoru semena nema blokade, onda se u koraku 1004c utvrđuje da li prosečna dužina signal datog senzora semena prelazi trenutno izračunatu gornju graničnu vrednost. Ako prosečna dužina signala senzora semena prelazi trenutno izračunatu gornju granicu određenu za glavu za ispuštanje, tada će u koraku 1005 biti iskazana blokada (i stanje senzora semena se menja u blokirano stanje), u suprotnom u koraku 1006 se naznačava da još uvek nema blokade (i neblokirano stanje senzora semena se održava), i u koraku 1007 se pohranjuju trenutno izračunata referentna dužina signala i odgovarajuća gornja granična vrednost.

[0040] Zbog pohranjivanja trenutno izračunate referentne dužine signala u koraku 1007 (odnosno pisanjem preko referentne dužine signala određene u prethodnom periodu), referentna vrednost dužine signala se prilagodljivo približava prosečnoj dužini signala izmerenoj tokom svakog perioda merenja za svaki senzor semena. Međutim, u slučaju detekcije blokade, stvarno određena redovna referentna dužina signala i odgovarajuća gornja granična vrednost se ne pohranjuju, pa će se u narednom mernom periodu prethodno pohranjena gornja granična vrednost uzeti za poređenje prosečne dužine signala senzora semena sa gornjom graničnom vrednošću. Time se garantuje da u slučaju blokade cevi za prenos semena koja pripada datom senzoru semena, značajno povećana dužina signala datog senzora semena ne iskrivljuje redovnu (srednju) dužinu referentnog signala svih senzora semena koji pripadaju glavi za ispuštanje semena.

[0041] Primena metoda prema pronalasku opisana je u nastavku uz pozivanje na sliku 22. U primernom dijagramu prikazanom na ovoj slici date su različite dužine signala u vezi sa datim senzorom semena u određenim periodima merenja. Na dijagramu horizontalna osa označava vreme (t), a vertikalna osa označava dužine signala 1009. Referentne dužine signala su prikazane krivom 1011, gornje krajnje vrednosti dužine signala prikazane su krivom 1010, a (izmerene) prosečne dužine određenog senzora semena su prikazane krivom 1012.

[0042] Na dijagramu se može videti da je u vremenskom trenutku T1 došlo do blokade pošto kriva 1012 koja predstavlja prosečne dužine signala seče krivu 1010, što znači da prosečna dužina signala prelazi gornju graničnu vrednost definisanu množenjem stvarnih referentnih dužina signala i faktora osetljivosti. Blokada ostaje do vremenskog trenutka T2 kada se kriva 1012 vraća ispod krive 1010, koja predstavlja gornju granicu dužine signala, definisanu množenjem referentne dužine signala i faktora osetljivosti. Slika 22 takođe jasno ilustruje da kada nema blokade (tj. pre vremenskog trenutka T1 i posle vremenskog trenutka T2), referentne dužine signala (tj. tačke krive 1011) se na prilagodljiv način približavaju prosečnim dužinama signala datog senzora (tj. tačkama krive 1012), dok u periodu blokade između T1 i T2, referentne dužine signala (predstavljene krivom 1011) i odgovarajuće gornje granične dužine signala (predstavljene krivom 1010) ostaju nepromenjene.

[0043] Za kontinuirano i pravilno funkcionisanje senzora semena prema ovom pronalasku tokom upotrebe je u osnovi neophodno da se kontinuirano kompenzuju postepeno pogoršavajuća optička svojstva senzora semena, što uzrokuju prašina i sitni agensi koji se talože na prozorima koji štite izvore svetlosti i detektore svetlosti senzora semena. Jedno od mogućih rešenja za to jeste da se osetljivost senzora semena reguliše automatski zavisno od datih okolnosti, a u slučaju problema sa velikom količinom prašine, alarmni signal ukazuje na potrebu čišćenja. Kao što je prikazano na Slikama 23 i 24, u senzoru za sejanje prema pronalasku, niskopropusni filter 702 spojen je na PWM (pulse width modulator – modulator širine pulsa) izlaz 701 jedinice 502 za obradu signala, na čiji izlaz je povezano strujno kolo 704 drajvera za kontrolu izvora 240 svetlosti. Izlazna struja detektora 250 svetlosti (npr. fototranzistora) koji detektuje svetlost izvora 240 svetlosti vraća se na ulaz analogno-digitalnog konvertora jedinice 502 za obradu signala pomoću povratne veze 706 koja je spojena na razdelnik 705 napona.

[0044] Navedeno strujno kolo se koristi za povećanje intenziteta svetlosti izvora 240 svetlosti sa ciljem kompenzovanja smanjene osetljivosti. Ova vrsta prilagodljivog regulisanja intenziteta svetlosti, koja se može primeniti uglavnom u senzorima semena sa kontinuiranim emitovanjem svetlosti optogejt tipa, pogodna je za kompenzaciju svakog smanjenja osetljivosti usled problema senzora semena sa prašinom. Cilj ove regulacije jeste da osvetljenje detektora svetlosti (npr. fototranzistora u ovom slučaju), tj. intenzitet svetlosti koji detektuju optički prijemnici, bude na željenom nivou. Kako je izlazna struja fototranzistora funkcija intenziteta upadne svetlosti, promenljiva kontrole (a takođe i sam povratni signal 706) jeste struja fototranzistora koja treba da se održava na stabilnoj radnoj tački. Kompenzacija osetljivosti senzora semena vrši se pomoću računarskog programa koji radi u jedinici 502 za obradu signala. Kao što je prikazano na Slici 24, komandni signal koji generiše jedinica 502 za obradu signala jeste signal 701 sa moduliranom širinom impulsa (PWM), koji ima konstantnu frekvenciju, a koji omogućava promenu intenziteta svetlosti malim koracima u širokom rasponu prilagođavanjem radnog faktora. Zatim se generiše DC kontrolni signal 709 iz PWM signala pomoću niskopropusnog filtera 702, gde je vrednost DC kontrolnog signala proporcionalna radnom faktoru PWM signala 701. Ovaj kontrolni signal se transformiše stepenom pojačavanja 703 stalnog pojačanja u raspon signala koji odgovara sledećem stepenu koji direktno pokreće izvore svetlosti (LED diode) u ovom slučaju. Radi jednostavnosti, kolo prikazano na Slici 24 sadrži samo jednu LED diodu i jedan fototranzistor. Signal 701 impulsa modulirane širine generisan od strane jedinice 502 za obradu signala filtrira dvostepeni pasivni RC filter, naime niskopropusni filter 702, čija granična frekvencija je niža od osnovne frekvencije signala modulirane širine impulsa 701, te je stoga analogni DC kontrolni signal 709 koji se koristi na izlazu niskopropusnog filtera 702 povezan na ulaze U1, R3, R4faze 703 neinvertujućeg pojačala, koje pored pojačanja, takođe određuje input strujnog kola 704 drajvera. Ulazni napon strujnog kola 704 drajvera i otpor baze tranzistora R5+R6definišu struju kolektora tranzistora, kao i struju redno povezanog izvora svetlosti D1. Jedinica 502 za obradu signala, koja se koristi za regulaciju jačine svetlosti meri napon na mernom otporniku R10, koji je serijski povezan sa fototranzistorom, pomoću A/D konvertora (ADC), pri čemu je izmereni napon proporcionalan struji fototranzistora i, posledično, intenzitetu upadne svetlosti.

[0045] Glavni koraci kompenzacije osetljivosti koju sprovodi uređaj 502 za obradu signala uređaja 502 su prikazani na Slici 25. Poželjno je da se kompenzacija osetljivosti vrši tokom okretanja mašine za sejanje na kraju zemljišta na kojem se radi. Stoga smanjenje osetljivosti prouzrokovano problemima sa prašinom prozora raspoređenih u senzoru semena može biti u značajnoj meri kompenzovano tokom sejanja između dva izvođenja. Shodno tome, kontrolna jedinica pokreće regulacioni ciklus u koraku 1100 ako ne detektuje semena za dati period. Ako je to slučaj, onda u koraku 1101 jedinica 502 za obradu signala meri struju radne tačke fototranzistora (a), a nakon toga u koraku 1102 proverava da li je trenutna vrednost u okviru željenog opsega. Ako je to slučaj, nema potrebe za promenom intenziteta svetlosti a ciklus regulacije se prekida. Međutim, ako se u koraku 1103 utvrdi da je struja fototranzistora van željenog opsega, tada će se u koracima 1104 i 1105 intenzitet svetlosti korigovati u pozitivnom odnosno negativnom smeru. Nakon podešavanja intenziteta svetlosti, u koraku 1106, prisutan je unapred određen period držanja između podešavanja intenziteta svetlosti i sledećeg merenja struje radne tačke fototranzistora. Ovaj period držanja omogućava da se u narednom merenju dobije stabilna vrednost jačine struje. Pored toga, u koraku 1107, jedinica 502 za obradu signala u svakom ciklusu prati da li je u međuvremenu započelo kretanje semena u senzoru i odmah prekida regulisanje jačine svetlosti kada sejanje ponovo počne. Zbog softverske regulacije intenziteta svetlosti, senzor semena može da utvrdi da li na senzoru semena ima problema sa prašinom. Ovo se utvrđuje na taj način da, ukoliko nije moguće detektovati odgovarajuću struju svetlosti na fototranzistorima, čak i pri maksimalnom intenzitetu svetlosti, to znači da više nije moguća regulacija, što ukazuje na veliku verovatnoću problema sa prekomernom količinom prašine. Poželjno je da ovaj slučaj bude naznačen promenom statusa LED svetla.

Claims (6)

Patentni zahtevi

1. Senzor (200) za brojanje semena za pneumatske mašine za sejanje, navedeni senzor koji sadrži:

- komoru (210) za detekciju unutar kućišta (204), navedena komora za detekciju koja omogućava semenu da prođe kroz senzor i koja ima središnju osu (211) koja se proteže u pravcu kretanja semena (102);

- veći broj izvora (240) svetlosti raspoređenih unutar kućišta (204), van komore (210) za detekciju, na unapred određenim međusobnim rastojanjima, navedeni izvori svetlosti koji su u ravni (P) koja se proteže suštinski pod pravim uglom u odnosu na središnju osu senzora,

- veći broj detektora (250) svetlosti raspoređenih unutar kućišta (204), izvan komore (210) za detekciju na unapred određenim međusobnim rastojanjima, pri čemu su detektori svetlosti u istoj ravni (P) kao i izvori svetlosti,

- gde su navedeni izvori svetlosti i navedeni detektori svetlosti raspoređeni u navedenoj ravni (P) tako da su u stanju da skeniraju suštinski celokupni poprečni presek navedene komore (210) za detekciju,

- jedinicu (502) za obradu signala za kontrolisanje rada izvora (240) svetlosti i za obradu elektronskih signala koje proizvode detektori (250) svetlosti, i

- gde senzor dodatno sadrži optičke maske (230) raspoređene ispred izvora (240) svetlosti, i detektora (250) svetlosti, redom, i napravljen je od neprozirnog materijala, naznačen time što

- broj detektora svetlosti je jednak broju izvora svetlosti,

- svaka od navedenih optičkih maski ima više paralelnih kanala (231) koji se otvaraju prema komori (210) za detekciju, gde je broj kanala jednak barem broju izvora svetlosti ili detektora svetlosti, gde kanali imaju manji prečnik od onog od optičkih sočiva (241, 251) izvora svetlosti i detektora svetlosti, i gde optička sočiva izvora svetlosti i detektora svetlosti tesno prianjaju uz spoljne krajeve kanala,

- gde su izvori (240) svetlosti međusobno odvojeni neprozirnim pregradama i

- gde je najmanja dužina kanala (231) dimenzionirana tako da suštinski celokupnu količinu upadne svetlosti koju prima detektor (250) svetlosti emituje izvor (240) svetlosti, raspoređen direktno nasuprot njemu.

2. Senzor za brojanje semena prema patentnom zahtevu 1, gde su izvori (240) svetlosti LED diode, i detektori (250) svetlosti su fotodetektori.

3. Senzor za brojanje semena prema patentnom zahtevu 2, gde LED diode i fotodetektori rade u infracrvenom opsegu.

4. Senzor za brojanje semena u skladu sa bilo kojim od patentnih zahteva 1 do 3, gde su optičke maske (230) izrađene od gume ili plastike.

5. Senzor za brojanje semena u skladu sa bilo kojim od patentnih zahteva 1 do 4, gde on dodatno sadrži kontrolno kolo za regulisanje intenziteta svetlosti izvora (240) svetlosti kao funkcije intenziteta svetlosti koji detektuju detektori (250) svetlosti.

6. Metoda detekcije blokade cevi za prenos semena mašine za sejanje koja ima centralnu jedinicu za obradu, metoda koja obuhvata korak

- obezbeđivanja mašine za sejanje većim brojem senzora za brojanje semena u skladu sa bilo kojim od patentnih zahteva 1 do 5,

metoda koja dalje obuhvata sledeće korake:

- tokom perioda sejanja, kontinuirano merenje dužina elektronskog signala semena pomoću pomenutih senzora za brojanje semena, dužina signala semena se definiše kao elektronski impuls čija je širina proporcionalna vremenskom periodu tokom kojeg seme koje se kreće blokira upadno svetlo detektora svetlosti senzora za brojanje semena, - i

sledeći koraci se sprovode u unapred utvrđenim intervalima:

a) u svakom senzoru za brojanje semena, određivanje (1001) prosečne dužine signala semena za dati period pomoću jedinice za obradu signala senzora za brojanje semena, b) prosleđivanje navedenih prosečnih dužina signala semena iz jedinica za obradu signala senzora za brojanje semena u centralnu jedinicu za obradu mašine za sejanje, c) u centralnoj jedinici za obradu, određivanje (1002) srednje vrednosti prosečnih dužina signala na svim senzorima za brojanje semena za dati period, čime se generiše zajednička referentna dužina signala za sve senzore za brojanje semena za dati period, d) dobijanje (1003) gornje granične vrednosti dužine signala veće od referentne dužine signala, množenjem referentne dužine signala sa faktorom osetljivosti koji ima vrednost preko 1, i

- za svaki senzor za brojanje semena, sprovode se sledeći koraci u centralnoj jedinici za obradu mašine za sejanje:

- utvrđivanje da li je senzor za brojanje semena u blokiranom stanju (1004a), i

- ako je senzor za brojanje semena u blokiranom stanju, tada

- ako je prosečna dužina signala veća od prethodno sačuvane gornje granične dužine signala (1004b), blokirano stanje se održava i prethodno sačuvana gornja granična vrednost će biti korišćena kao gornja granična dužina signala u datom periodu (1005),

- u suprotnom se stanje senzora za brojanje semena menja u neblokirano stanje (1006), a trenutno određena gornja granična dužina signala i njena odgovarajuća referentna dužina signala se čuva (1007),

- ako je senzor za brojanje semena u neblokiranom stanju, tada

- ako je prosečna dužina signala veća od trenutno dobijene gornje granične dužine signala (1004c), stanje senzora semena se menja u blokirano stanje (1005),

- u suprotnom neblokirano stanje senzora semena se održava (1006), i trenutno određena gornja granična dužina signala i njena odgovarajuća referentna dužina signala se čuva (1007).