Facult atea de Ali mentație și Turism [613755]

Universitatea TRANSILVANIA din Bra șov
Facult atea de Ali mentație și Turism

Ing. PĂUNESCU I. Dan-Dori an

TEZA DE DOCTORAT

-Rezumat-

CERCET ĂRI PRIVIND MONIT ORIZAREA LA BORD A
PARAMETRILOR PROCESULUI DE MECANIZARE A
LUCRĂRILOR AGRICOLE DE SEM ĂNAT

RESEARCH INT O BOARD M ONITORING OF
PARAMETERS CHARA TERISING THE MECHANIZA TION
PROCESS OF AGRICUL TURAL SEEDING WORKS

Conducător științific:

Prof.univ .dr.ing. BRĂTUCU Gheorghe

Brașov

2010

MINISTERUL EDUCA ȚIEI, CERCET ĂRII Ș I INOVĂRII
UNIVERSITATEA TRANSILV ANIA DIN BRAȘ OV ,
500038 Braș ov, B-dul Eroilor nr.29,
Tel./Fax: +40-0268-413000

Către _________________________________________

Vă aducem la cuno ștință că în ziua de joi, 22.07.2010, ora 11:00 în sala RP6 (amfiteatru
corp R), la Facultatea de Alimenta ție și Turism, va avea loc sus ținerea public ă a tezei de
doctorat intitulată Cercetări privind monitorizarea la bord a parametrilor procesului de
mecanizare a lucrărilor agricole de semănat , elaborat ă de domnul ing. Păunescu I. Dan
Dorian în vederea ob ținerii titlului științific de Doctor în domeniul fundamental Științe
Inginerești, domeniul Inginerie Mecanic ă, cu urm ătoarea comisie, numit ă prin ordinul
Rectorului Universităț ii Transilvania din Braș ov, nr. 4128/25.06.2010

PREȘEDINTE: Prof.univ.dr.ing. Romulus GRUIA
DECAN – Facultatea de Alimenta ție și Turism
Universitatea Transilvania din Braș ov

CONDUC ĂTOR
ȘTIINȚIFIC: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe BRĂ TUCU
Universitatea Transilvania din Braș ov

REFEREN ȚI: Prof.univ.dr.ing. Gigel PARASCHIV
Universitatea Politehnica Bucure ști

Cercet.șt.pr.I, dr.ing. Vasile MOCANU
Institutul de Cercetar e–Dezvoltare pentru
Pajiști – Brașov

Prof.univ.dr.ing. Florean RUS
Universitatea Transilvania din Braș ov

În acest scop v ă trimitem al ăturat rezumatul tezei de doctorat și vă invităm să luaț i parte la
ședința publică de sus ținere a tezei de doctorat.
În cazul în care dori ți să faceț i aprecieri sau observa ții asupra con ținutului lucr ării, vă
rugăm să le transmite ți pe adresa Departamentului de Doctorat al Universit ății

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

CUPRINS
1. Generalit ăți privind lucrarea de sem ănat și echipament ele tehnice utiliz ate……………….. 9
1.1. Generalit ăți despre sem ănat și importan ța sa în tehnologiile de cultur ă ale plante lor… 9
1.2. Principalele specii de plante care se seam ănă și se cu ltivă în Rom ânia………………………. 10
1.3. Condi ții agrotehn ice impuse lucrării de sem ănat …………………………………… 16
1.4. Metode de sem ănat………………………………………………………………………. 21
1.5. Stadiul actual în dom eniul construc ției de echipam ente tehnice de sem ănat ……… 23
1.6. Tendin țe în dom eniul construc ției de echipam ente pentru sem ănat ………… 49
1.7. Concluzii privi nd lucrarea de sem ănat și echipam entele tehnice folosite…………
52
2. Stadiul actual al cercet ărilor și realizărilor în domeniul echipamen telor pentru
monitoriz area procesului de sem ănat ……… ………….. … …………… …… ………… …..
55
2.1. Indicii calitativi de lucru ai m așinilor d e semănat și neces itatea m onitorizării aces tora 55
2.2Stadiul actual în domeniul echip ării m așinilor de semănat cu instala ții de m onitorizare 59
2.3. Elem ente com ponente ale instala țiilor de m onitor izare și control.………………… 65
2.4. Concluzii privind echipam entele pent ru monitorizarea procesului de sem ănat ………
74
3.Necesita tea si obiectiv ele lucrării……………………………………………………………………………….. 77
3.1. Necesitatea lucr ării……………………………………………………………………………………………… 77
3.2.Obiectivele lucr ării și metodica de cercetare…………………………………………………………..
78
4.Contribu ții teoretice privind posibilitatea monitoriz ării la bord a paramet rilor
procesului de mecanizare a lucr ărilor agricole de sem ănat …… …… ………… …… …… 81
4.1. Elem ente de calcul privind param etrii constructivi și indicatorii func ționali
monitoriz abili a i mașinilor de sem ănat…………………………………………………………………………… 81

4.2. Cercet ări privind folosirea senzorilor tip foto tranzistor la monit. echipam . de se mănat… 95
4.3. Cercet ări privind folosirea GPS la m onitorizarea ech ipamentelo r de se mănat…………….. 111
4.4. Cercet ări privind folosirea senzorilor piezoel ectrici la m onitoriz. ech ipam . de semănat 114
4.5. Concluzii privind contribu țiile te oretice la cercetarea sis temelor de monitorizare a
procesulu i de mecanizare a lucr ărilor agrico le de sem ănat ……………………………

117
5. Cercetări experimentale privind monitoriz area la bord a parametrilor procesului de
mecaniz are a lucrărilor agrico le de semănat ………… …… ………… …… ………… …… ….. 121
5.1. Obiectivele cercet ării experim entale……………………………………………………………………… 121
5.2. Obiectul cercet ărilor experim entale……………………………………………………………………….. 121
5.3. Metodica cercet ărilor experim entale………………………………………………………………………. 128
5.4. Aparatura și echipamentele f olosite la ce rcetările experim entale……………………………….. 132
5.5. Desfășurarea cercet ărilor experim entale…………………………………………………………………. 142
5.6. Prelucrarea, analiza și interp retarea rezultatelor cercet ărilor experim entale …………… 147
5.7. Concluzii privind cercet ările experim entale …………………………………………
154
6. Concluz ii finale …………………………………………………………………………………………………………… 157
6.1. Concluzii generale………………………………………………………………………………………….. …. 157
6.2. Concluzii privind cercet ările teor etice și experim entale…………………………………………… 161
6.3. Contribu ții personale……………………………………………………………………………………………. 165
6.4. Direc ții viito are de cercetare……. ……………………………………………………………………………
166
Bibliografie ……… …… ………… …… ………… …… ………… …… ………… …… ……… 167
Anexe …… ………… …… ………… …… ………… …… ………… …… ………… …… …….. 171

1
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

1. Generalities rega rding the seedin g work and the technical used equipments ………………
1.1. Generalities of the seeding and its im porta nce in agricultural plants technologies … 9
1.2. Main plants species which are seed ed and cultivated in R omania……………………………… 10
1.3. Agro technical cond itions im posed to seed ing work ………………………………… 16
1.4.Seeding m ethods …………………………………………………………………………………………….. ….. 21
1.5.Current stage in the field of devel oping seeding technical equipm ents ……………… 23
1.6. Trends in seeding equipm ents developm ent field ……………………………………… 49
1.7. Conclusion regarding the seeding work and the technical equipm ents used …………
52
2. Current stage of the researches and achiev ements in the field of eq uipments fo r
seeding pro cess monito ring ……… ………… …… ………… …… ………… …… ………… ..
55
2.1. Seed machines working quality indi ces and their m onitoring necessity……………… 55
2.2. Current stage in equipping seeding m achines with m onitoring system s field…………….. 59
2.3.Parts of the m onitoring and controlling sy stem s ………………………………………… 65
2.4. Conclusions regarding the equipm ents for se eding process m onitoring ………………
74
3.PhD thesis necessity and objectives ……………………………………………………………………………. 77
3.1. PhD thesis necessity………………………………………………………………………………………… ….. 77
3.2.PhD thesis objectives and the research m ethodic………………………………………………………
78
4.Theoretic al contr ibutions regard ing the posibilit ies of into board monitor ing of
parameters charaterising the mechani zation process of agricultural seeding works ….. 81
4.1. Calculus elem ents regarding the seeding machines m onitoring constructive param eters
and functional indices…………………………………………………………………………………………… ……… 81

4.2.Researches regarding the use of phototrans istor sensors to m onitoring the seeding
equipm ents ……………………………………………………………………………………………………….. 95
4.3.Researches regarding the use of GPS to monitoring the seeding equipm ents ……………… 111
4.4.Researches regarding the use of piezoelectric se nsors to monit. the s eeding equipm ents 114
4.5. Conclusions regarding theoretic al contributions to research ing board m onitoring of
param eters charaterising the m echanization process of agricultu ral seeding works …………
117
5. Experimental res easrches reagrding into board monitoring of p arameters
charaterising the mechani zation proce ss of agricultural seeding works …… …………… 121
5.1. Experim ental research objectives………………………………………………………………………….. 121
5.2. Experim ental research object………………………………………………………………………………… 121
5.3. Experim ental research m ethodic …………………………………………………………………………… 128
5.4. Devices and equipments used to the experimental researches……………………………………. 132
5.5. Experim ental researches developm ent……………………………………………………………………. 142
5.6. Processing, analysis and inte rpretation of the results of experim ental researches……… 147
5.7. Conclusions regarding the experim ental researches……………………………………
154
6. Final con clusons …………………………………………………………………………………………………………. 157
6.1. General conclusions…………………………………………………………………………………………. …. 157
6.2. Conclusions regarding the theoretical and experim ental researches…………………………… 161
6.3. Personal contributions………………………………………………………………………………………. … 165
6.4. Future research directions…………………………………………………………………………………… ..
166
Bibliography ………… …………… …… ………… …… ………… …… ………… …… ……… 167
Annexes …………… …… ………… …… ………… …… ………… …… ………… …… …… 171

2
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

PREFAȚĂ

În cadrul tehnologiilor pentru înfiin țarea culturilor agricole sem ănatul ocup ă un loc specia l,
prin importan ță și sen sibilita tea lucrării. O lucrare de sem ănat corespunz ătoare presupune
respecta rea simultan ă a mai multor condi ții, începând cu selectarea sem ințelor, preg ătirea patului
germinativ în preziua sau ziua sem ănatului, dar și folosirea unor ma șini de sem ănat care s ă
respecte la cel mai înalt nive l indicii calitativi de luc ru impuși aceste i lucrări, simultan cu
realizarea unei productivit ăți a muncii cât mai c ompetitive. Î n acest sens ma șinilor de semănat li s-
au adus îmbun ătățiri permanente, astfe l încâ t normele la hectar s ă fie rigu ros respecta te,
adâncimea de încorporare a semin țelor să fie uniform ă, rândurile s ă fie drepte, cu distan țe egale
între ele, d istanțele dintre plante pe rând s ă se conformeze exigen țelor agrotehnicii, s ă se evite
greșurile și suprapunerile etc.
Pentru ca operatorul sist emului teh nic trac tor-mașină de semănat să poată respecta cât mai
riguros aceste cerin țe au fost aduse perfec ționări permanente acestor ma șini, cea mai recent ă și
inter esantă aplicație în acest sens referindu-se la monitori zarea la bord în timp real a unora dintre
parametrii func ționali și economici ai procesului de mecanizare a lucr ării de semănat. Dacă la
început s-a urm ărit doar buna func ționare a sec țiilor d e lucru ale mașinilor de sem ănat, în
momentul de fa ță cea mai complex ă monitorizar e se face prin u tilizarea sisteme lor de comunica ții
moderne (GPS, internet), pentru a se urm ării întreaga activitate a agreg atului agricol studiindu-se
chiar și posibilitatea d e înlocu ire co mpletă a tractoristului cu un robot comandat și controla t de la
mare distan ță. Echipam entul permite monitorizarea nu numai a performan țelor sistemului tehnic,
dar și contr olul felulu i în care meca nizatoru l se achită de sa rcinile specifice.
Ca rezultat al acestor realizări tehnice ca litatea lucr ării de sem ănat s-a îmbun ătățit în
permanen ță, contribu ind în fe lul acesta la creșterea continuă a recoltelor. Neadaptarea
tehnolog iilor și echipa mentelor pe ntru semănatul culturilor agricole la progresul tehnic mondial
din acest domeniu conduce la o productivitate mai sc ăzută a muncii, r ecolte mai mici și cheltuieli
specifice de produc ție mai mari și, în final, la imposibilita tea de a face fa ță concuren ței pe piața
liberă europeană sau pe pia ța mondial ă.
Ca urmare a acestei situa ții se poate considera c ă tema aceste i lucrări este de mare
actualitate pentru agricultura rom ânească, în general, și pentru produc ătorii de echipame nte
tehnice pentru sem ănat, în special. Prin valorificarea superioar ă a unor elemente de natur ă tehnică
devenite co mune pentru alte domen ii de activita te (GPS) , dar și prin co mpletarea d otării mașinilor
de semănat cu senzori care s ă semnaleze starea de func ționare a acestora se va face un important
pas înainte pe calea implement ării progresului tehnico- științific în agricultura româneasc ă.
Lucrarea es te structura tă în 6 capitole dezvoltate pe 185 pagini, 165 figuri și grafice, 28
tabele de sintez ă și 79 relații matematice, 6 anexe, pr ecum și 108 surse bib liografice. De
asemenea, la lucrare sunt ata șate următoarele documente: Lista lucr ărilor în dome niul teze i, CV-
urile au torului în limbile român ă și engleză precum și un rez umat în limb ile român ă și engleză.
Capitolul 1, intitula t „ Generalit ǎți privind lucrarea de sem ǎnat și echipamente le tehnice
utilizate ” se face la în ceput o scu rtă istorie a supra evolu ției echipam entelo r de semănat și o
analiză concretă referitoare la principalele specii de p lante care se sea mănă și cultivă în Româ nia
(grâul, porumbul, orezul, floarea-soarelui, soia, rapi ța, sfecla de zah ăr), pentru care prezint ă
dinamica suprafe țelor ocupate de acestea în ultimii 10 ani, dinamica produc țiilor medii la h ectar și
a producției tota le de ce reale. Cea mai mare parte a capitolului 1 este dedicat ă analizei stadiului
actual și tendințelor în domeniul construc ției de echipamente tehnice pentru sem ănat, remarcându-
se creșterea continu ă a capacit ății de lucru (lățimii și vitezei de deplasare), preciziei de
însămânțare, inclusiv în teren par țial prelucrat și, în mod deosebit, echi parea lo r cu sis teme de
monitorizare la bord a indicilor func ționali și economici realiza ți de acestea.
Capitolul 2 , intitula t „Stadiul actual al cercet ărilor și realizărilor în domeniul
echipamen telor pen tru monitorizarea procesu lui de sem ănat” prezintă la începu t indicii ca litativi
3
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

de lucru impu și mașinilor de sem ănat și contin uă cu analiza modului în care se controleaz ă și se
monitorizea ză acești indici. Se descrie principiul utiliz ării GPS-ului la monitorizarea lucr ărilor
agricole și se prezint ă o serie de instala ții car e valorifică acest principiu, remarcându-se
posibilitatea de ghidare extrem de precis ă a m așinilor agr icole la exe cutarea uno r lucrări (arat ,
semănat, combaterea bolilor și dăunătorilor, recoltat) . Pentru utilizarea corespunz ătoare a
instalațiilor de control și monitoriza re a indic ilor calitativi de lucru ai ma șinilor d e semănat este
necesar ca sistemul de monitoriza re și mașina agricol ă să se proiecteze și execute simulta n,
stabilindu-se locul în care traductoarele s ă preia în cele mai bune condi ții semnalele necesare și să
se afle în siguran ță deplină pe timpul efectu ării lu crării de semănat.
Capitolul 3 , intitula t „Necesita tea și obie ctivele luc rării de doctorat ”prezin tă utilita tea
abordării temei propuse, obiectiv ul principal al lucr ării și obiectivele subsidiare, pe baza c ărora se
va putea rezolva în totalitat e obiectivul principal, precum și metodica general ă de cercetare.
Capitolul 4 , intitula t „Contribuții teore tice privind pos ibilita tea monitoriz ării la bord a
parametrilor procesulu i de mecan izare a lucr ărilor agricole de sem ănat” s-au studiat în vederea
implement ării 3 so luții de sisteme de monitoriza re: cu folos irea senzor ilor de tip fo totranzis tor, c u
folosirea sistemului GP S și cu folosirea senzorilor de tip piezoe lectric. În fiecare ca z s-au ana lizat
avantajele și dezavanta jele aces tor sisteme, și luând în considerare n ecesitatea a daptărilor la
mașini se se mănat aflate în funcțiune, a propus solu ții tehnice și s-au conceput software capabile
să rezolve problema abordat ă.
Capitolul 5, intitulat „ Cercetări experimentale privind monitorizarea la bord a procesului
de mecaniz are a lucrării de se mănat” prezintă modul de desf ășurare a cercet ărilor experimentale
efectuate, analiza și interpre tarea rezulta telor obținute, care aduc o contribu ție important ă la
aprofundarea cuno ștințelor din acest domeniu.
Capitolul 6 , intitu lat „ Concluzii finale ” cuprinde principalele concluzii desprinse din
lucrare, contribuțiile științifice ale autorului te zei de do ctora t și direcțiile viitoar e de cercetar e pe
care aces ta intenționează să le dezvolte pe aceast ă temă.
Autorul î și exprimă profunda recuno ștință, respectul și mulțumirile fa ță de conduc ătorul
științific, prof.univ.dr.ing. Brătucu Gheorghe de la Universitatea „Transilvania” din Bra șov
pentru sprijinul acordat în perioada de preg ătire a examenelor, refera telor și de elaborare a tezei
de doctorat, prin formularea de idei pertinente de înalt ă valoare științifică și prin implicarea în
vederea rez olvării tuturor aspectelor tehnice re feritoare la finalizarea corespunz ătoare a fie cărei
etape parcurse, precum și a lucrării în tota litate.
Mulțumesc conducerii Catedrei de Ingineria Proceselor Alimentare a Facult ății de
Alimentație și Turism a Universit ății „TRANSILVANIA” d in Brașov pentru asigurarea cadrului
organizatoric de desf ășurare a activit ății de doctorat, precum și colectivelor de profesori de la
această catedră care au participat în comi siile de evalua re la examenele și referatele în perioa da
parcurgerii programului de preg ătire la doctorat, pentru sfaturile și îndrum ările științifice
acordate. În mod deosebit mul țumesc doctoranzilor din catedra IPA pentru ajutorul dat la
finalizarea tezei de doctorat.
Nu în ultimul rând, mul țumesc familie i pentru s prijinu l moral și material, pentru în țelegerea
de care a dat dovad ă pe tot parcursul activit ății mele la doc torat.

Brașov, iulie 2010 Ing. PĂUNESCU I. Da n Dorian

4
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

1. GENERALIT ǍȚI PRIVIND LUCRAREA DE S EMǍNAT ȘI
ECHIPAMENTELE TE HNI CE UTILIZATE

1.1. Generalit ăți despre semănat și impo rtanța sa în te hnolog iile de cultur ă
ale pl antel or

Se apreciaz ă că semănatul es te prima verigă din lanțul tehnologic, cu pondere însem nată în
nivelul produc ției agricole. Pr egătirile pen tru semănat încep im ediat dup ă recoltarea p lantei
prem ergătoare, în ceea ce prive ște terenul, și imediat după recoltat, în ceea ce prive ște sămânța, iar
încheierea acestor p regătiri are loc în ziua sem ănatulu i[4],[20],[39],[43],[63],[65].
Semănatul e ste luc rarea prin ca re se mințele sunt introduse în sol, la o anum ită adânc ime, într-
o anum ită cantitate la h ectar și sub o anum ită formă de distribuire, în vederea înfiin țării unei noi
cultu ri.
Până la inventarea prim ei mașini rudim entare de sem ănat, sem ințele erau aruncate pe sol cu
mâna liberă, proces ce presupunea o productivitate m ică și un grad redus de încol țire[10].
Prima mașină de se mănat a f ost utilizată de fermierii chinezi înc ă din s ecolul II î.Hr.
Primul breve t de invenție atestat documentar în Europa a parține italianului Cam illo Torello și
datează din 1566.
Prima descri ere detaliat ă a unei m așini de semănat aparține tot unui italian, Tade o Cavalina,
Bologna,1602, dar m așinile de sem ănat au început s ă fie folosite efectiv î ncepând cu a doua jum ătate
a secolul ui al XI X-lea.
Jethro Tull (1674–1741 ) a inventat o m așină de semănat cu trac țiune an imală. Ac easta
consta dint r-un ve hicul c u roți, pe car e era mont at un bunc ăr cu sem ințe. Semi nțele erau
împrăștiate în mod egal pe întreaga suprafață a câm pului de un m ecanism cu clichet, în rânduri, și
acoperite cu pământ.
Term enul de sămânță este atri buit atât semi nțelor propriu-zise, care la maturitate se separă de
fructul în care s-au form at (mazăre, fasole, varz ă, in, m ac), cât și unor fruct e care își păstrează semințele
în interiorul lor și după maturitate (cereale, floarea soarelui, cânepă, sfeclă etc.)[74].
În afară de pregătirea semin țelor și a terenului pentru sem ănat, o aten ție deosebit ă trebu ie
acordată mașinilor de s emănat, trac toare lor și alto r utilaje care concu ră la înf iințarea culturilor
agricole [3],[26],[30].
Adâncim ea de sem ănat este spec ifică fiecărei culturi, dar ea depinde și de: textura so lului, de
gradul de um iditate, nivelul la care se g ăsește aceasta în sol, de felul germ inației (ep igeică sau
hipogeică), de lungim ea coleoptilului, de m ărimea sem inței (cantitatea d e substanțe de reze rvă din
bob) etc.
Semănatul d e calitate asigur ă o bună germ inație a sem ințelor, răsărirea exploziv ă și uniformă,
creșterea și dezvoltarea norm ală a plantelor, cu acoperi rea terenului de tim puriu și cu posib ilitatea
de a învinge în concuren ța cu buruienele[46].

1.2. Principalele specii de plante care se seam ănă și se cultiv ă în România

Princip alele specii de pla nte care se s eamănă și cultivă în Rom ânia sunt:
Grâul (genul Triticum aestivum L.) este una d intre cele mai im portante cereale și totoda tă
planta care o cupă pe glob cele m ai mari suprafe țe cultivate.
Porumbul (Zea mays L.) este una din cele m ai importante plante de cultura, cu utiliz ări
multiple in alim entația oam enilor, industrie, hrana anim alelor. (confor m statisticilor FAO,
distribuția consum ului este: 21% alim entația umana, 72% hrana anim alelor, 7% industrie).
5
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Orzul (Hordeum vulga re L) cuprinde trei convariet ăți, între care s unt im portante sun t
hexastichon Alef. (orz pentru furaje) și distichon Alef. (orz pentru bere – orzoaic ă)
Orezul ocupă pe glob locul doi ca suprafa ță cultivată (după grâu) locul doi la produc ția medie
(după porumb) și locu l trei (după grâu și porum b) la produc ția totală de cereale a lum ii.
Floarea – soarelui (Helianthusannuus L.) este o plant ă anuală, originară din Peru si Mexic;
cultu ra agricol ă a fost introdus ă în Europa la începutu l secolului XVI și a c unoscut o larg ă
răspândire dup ă al doilea r ăzboi m ondial.
Soia aparține speciei Glycine m ax.(L), ordinul Legum inosa les soia este una din plantele
agricole de cea m ai mare im portanța pentru alim entația um ana, alim entația anim alelor și industrie.
Rapița (Brassica napus L ) se situeaz ă pe locul cinci, sub aspectul produc ției de ulei
comestibil, intre p lantele oleagino ase.
Sfecla de z ahar (Beta vulgaris L. ) este o cultu ra intensiv a foarte rentab ila, care valorifica
eficient fertilizarea o rganica si minerala, apa de iriga ție, fiind și o buna planta prem ergătoare pentru
majoritate a cultu rilor agricole, cont ribuind la distrugerea buruienilor și la struc turarea solului.
Figura 1.11 prezint ă, pe baza datelor furnizate de Institutu l Național de Statis tică [73],[107]
precum și a celor ex istente pe s ite-ul Min isterului Agriculturii și Dezvolt ării Rur ale, din amica
suprafețelor ocupate de principalele culturi de câmp din România, pe o perioad ă cuprinsă între an ii
2001 și 2009.

Fig. 1.11. Dinamica suprafe țelor ocupate de principalele culturi de câmp din România

Din cele 23, 8 milioane h a cât însumează teritoriul Rom âniei, suprafa ța agricolă a țării este de
14,7 m il. ha (61,7 %), din care 9,4 m il. ha reprezint ă teren arabil. Rom ânia se găsește pe locu l 7 din
Europa ca suprafa ță agricolă (după Franța Spania, Germ ania, Polonia, M area Britan ie și Italia) și pe
locul 5 ca suprafa ță arabilă (după Franța, Spania, Germ ania și Polonia)
Contribuția agricu lturii, silvicu lturii și pisciculturii în formarea Produsului Intern Brut se
situe ază în jurul va lorii de 6% din PIB, iar in statele m embre ale UE se situeaz ă la aproxim ativ
1,7%.
6
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Raportul dintre suprafa ța arab ilă a țării la num ărul de locuito ri deno tă faptul că fiecărui
locuitor îi revin circa 0,42 ha te ren arabil, valoare superioar ă multor țări europene și aproape dubl ă
față de m edia european ă, care este de doar de 0,236 ha/locuitor.
In tab elul 1.1 se p rezintă evoluția parcului de tr actoare și mașini agric ole din Ro mânia în
ultim ii patru ani.
Evoluția parcului de tractoare și mașini agricole din România Tabelul 1.1
SPECIFICARE [nr. buc.] 2006 2007 2008 2009
Tractoare agricole 174563 174003 174790 176841
Pluguri 138594 139782 141512 142519
Com bine autopropulsate 24975 24656 24273 24249
Mașini de semănat 67761 67761 68308 68916

Se poate observa c ă exceptând combinele autopropulsate pentru recoltat cereale, dotarea
fermierilor rom âni cu tractoare, pluguri agricole și mașini de sem ănat a înregistrat o evolu ție ușor
ascenden tă [59],[60],[68].

1.3 Condi ții agrote hnice impuse lucr ării de sem ănat

Princip alele cerințe impuse semănatului se ref eră la[11],[32],[35],[61]:
Să se execu te la epoca o ptimă
Să se respecte cantitatea de s ămânță necesară la hectar
Să se respecte distan ța dintre rânduri și direcția dreaptă a rândurilor
Să se repartizeze sem ințele la adâncimea cerut ă, uniform în lan și să se acopere bine cu
un strat de p ământ mărunțit
Să nu se fac ă greșuri
În tabelul 1.5 sunt prezentate norm ele de îns ămânțare la hectar, tem peratura m inimă de
germ inare, distan ța între rânduri și adâncim ea de sem ănat care trebu ie respectate la în ființarea
princ ipalelor cultu ri agricole.
Condiții ce trebuie re spectate la în ființarea unor culturi agricole[75 ] Tabelul 1.5
Cultura
înființată
Norma la
hectar,
kg/ha Temperatu ra
minimă de
germinare,
CODistanța între
rânduri,
cm Adâncimea de
semănat,
m/s
Grâu 100···200 10···15 2,5···5
Secară 100···180 10···15 2···3
Orz 110···160 10···15 3···5
Ovăz 140···180 1···2 10···15 3···5
Mazăre 120···280 1···2 20···35 3···8
Porum b 50···80 8···9 60···70 4···8
Lucernă 6···25 1···2 15···30 1···2
Sfeclă 20···30 4···5 40···50 1,5···4
Rapiță 6···12 30···40 1···2
Orzoaică 6···12 1···2 10···15 2···3
Floarea-
soarelui 6···12 7 70 5···8
Soia 60···90 7···8 45···50 3···4
Fasole 80···200 8···9 45···50 5···7

7
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

1.4. Metode de sem ănat

Metodele d e semănat caracterizeaz ă modul de reparti ție relativă a semințelor pe suprafa ța
solului. Ele trebu ie să asigure condi ții optim e de dezvoltare a plante lor, de utiliza re rațională de
către plan te a energ iei solare și a umidității solului. Cele m ai importan te m etode de sem ănat
practicate în Rom ânia vor fi prezentate în continuare[27] ,[28],[63],[70]:s emănatul în rânduri
obișnuite;s emănatul în rânduri apropiate; s emănatul în benzi sau f âșii;semănatul în cuiburi; metoda
de semănat prin îm prăștiere.
Alegerea m etodei de s emănat depinde de cultura care se seam ănă și de lu crările de în treținere
care u rmează a se executa ulterior.

1.5. Stadiul actual în domeniul construc ției de echipamente tehnice de sem ănat

Mașinile de semănat u niversale includ în com ponența lor următoarele părți prin cipale: cutia
de sem ințe, aparatele d e distribuție, tuburile de conducere a sem ințelor, brăzdarele, transm isia
pentru an trenarea ap aratelor de distribu ție, m ecanis mul pentru acționarea br ăzdarelo r și
marcatoarele pentru asigurarea conducerii agregatului de sem ănat în timpul lucrului. Toate aceste
părți com ponente sunt mont ate pe un cadru sus ținut de dou ă roți de la care se face și antrenarea
aparatelo r de distribuție[18],[27],[36].
Mașinile de semănat în cuiburi , purtate, sunt form ate dintr-un cadru prev ăzut cu triunghi de
prindere, sus ținut pe dou ă roți pe care sunt m ontate sec țiile de semănat. O sec ție de semănat este
formată dintr-un cadru, montat articu lat de cadr ul princ ipal al m așinii, pe care sunt dispuse cutia de
semințe, ap aratu l de distribu ție, brăzdaru l și roata d e tasare ac ționare. Roa ta de tasare acționare
îndeplinește atât rolul de organ de acoperire și presare a s emințelor în sol cât și de acționare a
aparatului de distribu ție[38],[57],[63],[71].
Mașinile d e semănat combinate sunt prev ăzute, în af ară de organele pentru efectuarea
semănatului în rându ri sau cuibu ri, și cu echip amente pentru efectuarea alto r lucrări (încorporat
îngrășăminte, aplicat insectofungicide , aplicat erbicide etc.).
Rom ânia are o experien ță și o tradiție bine consolidat ă în dom eniul proiect ării și fabricării de
mașini de sem ănat, cele m ai bune rezultate ob ținându-se de c ătre Mecanica CEAHLAU – Piatra
Neamț (SUP 29M, SPC 6FS, SK 4, SPSF 8), SC MA T Craiova S.A. (SUDV31 – OD, SC 31 DN,
Multig rain 5000, SF 6), S.C. ROMET S.R.L. – Buz ău (SCPA – 29) sau I.N.M.A. – Bucure ști (SD
3,6, S8, -CP). De regul ă, dim ensiunile acestor m așini de sem ănat s-au corelat cu caracteris ticile
funcționale ale tractoarelor fabricate în Rom ânia.
Pe plan inte rnațional se rem arcă mașinile de sem ănat ale alto r firm e prestigioase, precum :
BSV6 – fa bricată de firm a NODET GOUGI S (Franța), AZOS – FOTSCHRITT (Germ ania),
SULKY CC TRAMLINES – SULKY (Germ ania), AMICA UBAL DI (Italia), SP – GASP ARDO
(Italia), AGRICOLA ITALIANA (Ita lia) etc. Perform anțele constructiv-func ționale ale a cestor
mașini sunt sim ilare cu cele ale firm elor am ericane, da r monitoriz area la bordul tra ctorului a
indic ilor f uncționali este în curs de implem entare.

1.6. Tendin țe în domeniul construc ției de echipame nte pentru semănat

Princip alele tendințe pe plan m ondia l în dom eniul mașinilor de semănat se refer ă la creșterea
capacității de lucru (A CCORD DT 8 – Germ ania, MONOSEM – Fran ța), utilizarea s istem elor
pneum atice cu suprapresiune la echipam entele pentru pr ășitoare (INO BREZICE –Slovenia și
Becker – Germ ania), sem ănatul dire ct în m iriște (Rapid A800S – Suedia) sau echiparea cu elem ente
de ghidare și monitorizare prin GPS (John Deere – S.U.A.). In cazul acestor ech ipam ente se ob țin
perform anțe deosebite, utilizarea lo r justificând u-se la sem ănatul unor suprafe țe foarte m ari, unde
econom iile de com bustibil și surp lusul de re coltă anulează costurile m ai mari de producere a lor.
8
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

2. STADIUL ACTUAL AL CERCET ĂRILOR ȘI REALI ZĂRILOR ÎN
DOM ENIUL ECHI PAM ENTELOR PENTRU M ONITORIZAREA
PROCESULUI DE SEM ĂNAT

2.1. Indicii calitativi de lucru ai ma șinilor de sem ănat și necesitatea
monitoriz ării acestora

Indici i după care se apr eciază calitatea unei lucr ări de semănat, stabili ți conform nor melor
agrot ehnice , sunt următorii[23],[ 29],[46],[69]:
• cantitatea de semin țe distribuite pe unitatea de suprafa ță; aceas ta es te în func ție de
cultu ră, cerințe tehno logice, valoarea cultural ă a sem ințelor etc. și are o valoare cuprins ă între
1,5… 400 kg/ha; se mai numește și norma la hectar; neuniformitatea debitului (normei) de semănat
– pe teren orizontal este de m aximum 2%;
• gradul de neuniformitate admis al distribu ției sem ințelor pe lățimea de lucru a mașinii de
semănat (între aparatele de distribu ție) – pe teren orizontal este de 3 %;
• neuniformitatea adâncimii de încorporare a semin țelor. Adâncim ea de încorporare a
semințelor p oate varia cu :
± 1 cm pentru cele încorporate la adâncim i de peste 4 cm;
± 0,5 cm pentru cele încorporate la adâncim i sub 4 cm;
• gradul de v ătămare al sem ințelor. Vătămarea maximă adm isă a sem ințelor este de 0,3 %.
Indic ii calitativ i de lucru la semănat prezenta ți sunt valabili pentru situa ția în care terenu l
este bine preg ătit pen tru semănat, afânat în profunzim e până la adân cimea la c are se exe cută
semănatul, nivela t, fără resturi vegetale. M ărunțirea so lului trebuie astfel făcută încât fracțiunile cu
dimensiuni de pân ă la 3 cm să fie în procent de m inim 95 %. Um iditatea trebuie s ă fie cea optim ă
pentru tipul de sol în care se execut ă semănatul.
În vederea aprecierii calit ății lucrărilor de îns ămânțare se verifică următoarele:
• însămânțarea integr ală a norm ei de semințe la hectar, specific ă culturii respective și
stabilită prin reglarea ini țială a semănătorii;
• uniformitatea însămânțării execut ată de diferitele distribuitoare;
• gradul de v ătămarea a sem ințelor la sem ănat;
• adâncim ea de încorpo rare a sem ințelor și uniform itatea aces teia;
• dimensiunea întrerându rilor de încheiere;
• lipsa g reșurilor și a porțiunilor s emănate r epetat;
• rectilinietate a rândurilor sem ănate.

2.2. Stadiul actual în domeniul echip ării mașinilor de sem ănat cu instala ții
de monitoriz are

2.2.1. Instala ții de mon itorizare cu tradu ctoare

În prezent majoritatea firm elor construc toare de mașini agricole au, cel pu țin ca dotare op țională pentru
mașinile de semănat, un m onitor de bo rd pe care se poat e vizualiza sup rafața lucrată (totală sau parțială),
viteza de lucru, ni velul de um plere al cu tiei d e sem ințe, pr ecum și buna func ționare a sec țiilor de
semănat[50] ,[51],[58].
Prim ele aparate com erciale, destinate m onitorizării la bord a param etrilor m așinilor d e
semănat au fost realizate cu aproxim ativ douăzeci de ani în u rmă.
Firm a MaterMacc din Italia a realizat o m așină de semănat plante pr ășitoare, dotat ă
(opțional) cu trei aparate electronice ce perm it afișarea sup rafeței totale sau par țiale lucrate, vite zei
9
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

de lucru și distanței parcurse (fig. 2.2., a), întreruperea distribu ției pe unul sau m ai multe rânduri
(fig. 2.2, b), sau num ai contorizeaz ă simplu, autonom (autoalim entat) num ărul de hectare sem ănate
(fig. 2.2., c).

a b c
Fig. 2.2. Aparate de monitorizare pentru ma șinile de sem ănat MaterMa cc Ita lia
(www.matermacc.it)

John Deere vine în întâ mpinarea no ului concep t de „agricu ltură de precizie” cu sis temul de
monitorizare GreenStar.
Original GreenStar ™ posedă o interfață de tip ecran alb-negru cu un buton de ap ăsare ce
perm ite utilizatorului s ă introdu că informații și să vizualizeze în perm anență datele opera ționale.
Sistem ul John Deere GreenSt ar ™ 2 2600 (fig. 2.7.) afi șează datele pe un ecra n touch-screen de
ultimă tehn ologie, c e permite oper atorului să configureze și să vizualizeze mai multe aplic ații
simultan, pe pagina de start.

Fig. 2.7. Sistemul John Deere GreenStar ™ 2 2600[ www.deere.com ]

Fig. 2.8. Mobile Processor Fig. 2.9. Parametrii monitor izați

10
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Mobile Processor (fig. 2.8.) este creierul sistem ului GreenS tar. A cest computer m obil se
atașează în partea din spate a display-ului GreenS tar™ și posedă un card de m emorie ce perm ite
stocarea inf ormațiilor le gate de într eg procesul d e semănat, inf ormații de poziționare, precum și
totalitate a informațiilor tehnice legate de tr actor și de m așina de sem ănat.
Cardu l poate în registra până la 800 de ore de date (de ajun s pentru un întreg sezon pentru
mulți cultivatori).
Param etrii monitoriz ați în cadrul procesului de sem ănat pot fi: distan ța parcurs ă, aria
suprafeței semănate, consum ul orar de com bustibil, produ ctivitatea, consum ul de com bustibil pe
hectar, num ărul de ore lucrate de operator pe lun ă etc. (fig. 2.9.).

2.2.2. Instala ții de monitoriz are prin GPS

GPS-ul a co nstitu it până nu dem ult apanajul dom eniului m ilitar. În prezent tehnologia GPS a
fost tran sferată parțial și sferei civ ile, găsindu-și utilizar ea într-o multitudi ne de domenii, precum:
transporturi auto, feroviare, navale și aerien e; echip amente de co nstrucție; echipam ente de
monitoriz are și suprav eghere în agric ultură etc.

Fig. 2.10. Sistemul de ghidare GPS diferen țial Sistemul Global de Pozi ționare (GPS – G lobal Position System), care a revol uționat pentru
totdeauna localizarea, monitorizarea, navigarea și alte aplica ții conexe, a a părut ca rezulta t al unor
importante investi ții realizate de Depa rtamentul pentru A părare al SUA. GP S este un sistem mondial de
radion avigare form at dintr-o co nstelație de 24 de sateli ți pla sați pe orbită, care graviteaz ă în ju rul
Pământului și din stațiile terestre af erente.
Pentru calcularea pozi ției exac te se
folosește principiul triangula ției, fiin d necesare
coordonatele furnizate de trei sateli ți. GPS
folosește aceste stele artif iciale ca puncte de
referință pentru a calcula pozi ția ter estră a unor
obiecte cu precizie de câ țiva m etri. De f apt, cu
formele avansate d e GPS, respectiv DGPS
(Differentia l Global Po sition Syste m) se pot
efectua m ăsurători care au abateri d e ordinu l a
câțiva centim etri (fig. 2.10.).
Arhitectura unui sistem de com unicații în
cadrul sistemului de m onitorizare bazat pe GPS
este prezen tată în fig. 2.11[67].
Marile firme constructo are de m așini agrico le sunt din ce in ce m ai interes ate de a utiliz a
ghidarea prin GPS, Compania J ohn Deere este chiar cop roprietar al unui satelit aflat pe o orbit ă mai
înaltă și pe care îl utilizeaz ă pe vreme nefavorabil ă.

Fig. 2.11. Arhitectura de comunica ție în cadrul
sistemului de monito rizare bazat pe GPS
11
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Pentru calcularea pozi ției se folosește principiul triangulației, fiind necesare, teoretic, coordonatele
furnizate de t rei sat eliți. În practic ă, pentru aflarea poziției exact e se utilizeaz ă semnalul p rovenind de l a
minim 4 satel iți.
Acesta captează semnalel e sateliților mari și le retransm ite către Pământ. Ferm a ce posed ă
sistem ul de m onitorizare prin GPS preia s emnalul, tran smițându-l sub f ormă de unde radio FM
către antena de pe utilajul agricol.
În figurile 2.12. și 2.13. sunt prezentate di ferite echipam ente GPS și DGPS pentru g hidare (m ers în
paralel) pentru diferite lucr ări agricole: erb icidare, arat, s emănat, luc rări pe tim p de noapte.

Fig. 2.12. Sistemul de ghidare prin G PS tip Arvanav[www.arvatec.it ]
Sistemu l de ghidare prin satelit
tip Arvanav înglobeaz ă un receptor
DGPS de calitate, prev ăzut cu anten ă
externă și care po sedă un afișaj ce
moni torizează poziția exactă a utilajului,
viteza de lucru, suprafa ța realizat ă,
numărul de treceri precum și inf ormații
asupra erorilor existente.
Sistemu l Navguide de tip DGPS
este ușor de utilizat și p ermite
vizualizarea în tim p real a lucr ării
efectuate și lucrul în c urbă sau în linie
dreaptă.
În contextu l ultim ilor ani, în care
motorina și îngrășămintele au d evenit to t
mai scum pe, m arja de p rofit a fermierilor
s-a redus to t mai mult. De exemplu costul cultiv ării unui hectar de grâu a crescut de la 445 euro în
2002 la 724 euro în 2007, adic ă cu 65%.

Fig. 2.13. Sistemul de ghidare prin G PS tip
Navguide

2.3.Elemente componente ale instala țiilor de monitoriz are și contro l

Senzorii piezoelectrici valorifică efectul piez oelectric, care a fost descop erit în anul 1880
de către frații Pierre și Jacque Curie și pus în ev idență prin apari ția unei diferen țe de poten țial
electric la capetele unui dielectric sau feroelectr ic, atunci când asupra lui ac ționează o forță de
compresie m ecanică. Diferența de potențial se datorează polarizării electrice a m aterialulu i
piezoelectric sub ac țiunea deform atoare a solicit ării m ecanice extern e[2],[52],[66].
Senzorii piezoelectrici s-au dove dit a fi instrumente capabile s ă măsoare param etrii pentru
procese v ariate. Încă din 1950, atunci când senzorii pi ezoelectrici au început s ă pătrundă în
12
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

aplic ațiile industriale, a fost evident ă fiabilitatea lor (fi g. 2.21.). Au fost utiliza ți cu succes î n
aplic ațiile com plexe din dom enii precum : medical, aero-spa țial sau chiar energie nuclear ă[67].

Fig.2.21. Schema electric ă de principiu a unui senzor piezoelectric

Dezvoltarea tehnologiei pi ezoelectrice es te legată direct d e num eroasele ei avan taje. Deși
senzorii p iezoelectrici s unt sistem e electro-m ecanice care reac ționează la com presiune, elem entele
sensibile prezint ă practic deform are zero. Acest lucru confer ă robustețe senzorilor piezoelectrici,
făcându-i liniari pentru un dom eniu larg al amplitudin ii mărimi măsurate. În plus, tehnologia
piezoelectric ă este in sensibilă la câm puri electro magnetice și radiații, pe rmițând astfel m ăsurători în
condiții grele de exploatare.
Traductoarele cu elemente fotoelectrice utiliz ează elem ente sensib ile de tip f otoelectric
care d etectează variațiile unui flux lum inos, depe ndente de viteza de rota ție, folosin d în ac est sc op
un dispozitiv m odulator ac ționat de arborele a c ărui turație se măsoară (fig. 2.22.)[104].
După modul în care se ob țin variațiile fluxului lum inos, dispozit ivele modulatoare sunt de
două tipuri:
• cu întreruperea fluxului lum inos;
• cu reflexia fluxului lum inos.

a) b)
Fig. 2.22. Princip ii de fu ncționare ale elementelor sens ibile fotoelectrice[56 ]

În cazul întreruperii fluxului lum inos, elem entul sensib il este de form a celui din figura
2.22., a, fiind alc ătuit d intr-o su rsă de radiații luminoase (SL) în spec trul viz ibil sa u inf raroșu și un
elem ent fot oelectric (EF), între care se afl ă un disc opac (D), prev ăzut cu orif icii (f ante) așezate
echidistan t pe un cerc co ncentric discul ui. Uneori discul D este transp arent și fantele sunt opace.
Traductoarele capacitive de deplasare acționează asupra unui condensator m odificând unul
din param etrii ce determ ină capacitatea acestuia. În cazul conde nsatorului plan, capacitatea C este
dată de relația:
13
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

xSCc⋅=ε, (2.17)
în care: ε este perm itivitatea diele ctriculu i; Sc – suprafa ța comună a armăturilor; x – distanța dintre
armături[53],[ 56]. Posibilit ățile de modificare a capacit ății condensatorului plan sunt redate în fig.
2.26.cu caracteristicile statice respective.

a b c
Fig. 2.26. Traductoare capacitive de deplasare și carac teristicile lor sta tice

Traductoarele pentru m ăsurarea vitezelor și turațiilor sunt utilizate pentru conversia vitezelor
unor corpuri solide, aflate în m ișcare de trans lație, respec tiv de rota ție în jurul une i axe, în sem nale
electrice.
Măsurarea direct ă a vitezei liniare se poate realiza cu ajutor ul unui traductor de induc ție de
curent continuu (fig.2.2 7). Cuplând m ecanic tija de leg ătură 3 cu sistem ul a cărui vite ză se măsoară,
se realizeaz ă micșorarea lungim ii solenoidului mobil 2 în câm pul m agnetic generat de m agnetul
perm anent 1. Drept con secință se o bține o tensiune electromotoare în gol e, a cărei mărime este
proporțională cu viteza de deplas are v a solenoidului m obil, adic ă cu viteza liniar ă a sistem ului ce
face corp co mun cu tija solenoidu lui.

Fig. 2.27. Traductor inductiv pentru m ăsurarea v itezelor linia re

Traductoarele de tura ție cu elemente fotoelectrice (cap. 2.3.1.2) sunt foarte r ăspândite,
deoarece prezint ă avantaje certe, ca d e exem plu:
Š gam a foarte larg ă de turații, inc lusiv turații foarte joase ;
Š construcția simplă;
Š încărcarea arborelui cu un cuplu rezis tent foarte m ic sau chiar nul (cazul traduc toare lor
fotoelectrice cu reflexie).
14
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

2.3.2.Variante constru ctive de echipamente pe ntru monitoriz area indicilor calitativi
de lucru ai ma șinilor d e semănat

Sistemu l de monitor izare Multi-fun ction Drill Control
Aparatul m ultifuncțional pentru controlul m așinilor de
semănat în rânduri (fig. 2.29) monitorizeaz ă operația și
contro lează deplasarea rectilin ie atât a m așinilor de sem ănat
convenționale, cât și ale celor cu dispozitiv pneum atic pentru
semănat în cuiburi. Instrum entul are un display ilum inat (fig.
2.28) cu 4 cifre și 6 funcțiuni, o alarm ă pentru viteza de
înain tare, turația ventilatorului și a arborelui mecanism ului de
distribuție a sem ințelor și senzori inductivi și capac itivi (fig.
2.30 și fig. 2.31). Viteza de deplasare și suprafața lucrată pot fi
afișate în un ități metrice sau în in ch.

Fig. 2.28. Multi-function Drill
Control- display Instrum entul indic ă:
o viteza de înaintare (plus alarm a pentru viteza m inimă);
o suprafața parțială și suprafața totală lucrată;
o numărul de rânduri curente și paralelism ul acesto ra
pentru o secven ță selectată;
o turația ven tilatoru lui (p lus alarm a pentru viteza m aximă și
minimă);
o turația arborelui de distribu ție (plus alarm a pentru viteza m inimă);
o nivelul m inim în bunc ărul de sem ințe.

Fig. 2.29. Schema sistem ului de monitorizare a unei ma șini de semănat plante pr ășitoare
echipată cu senzor inductiv[www.rds tec.com ]

15
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

3. NECESITATEA SI OBIECTIVELE LUCR ĂRII

3.1. Neces itatea lucr ării

Agricultura modern ă este o ram ură econom ică de m aximă importanță la nivel m ondial, în
care se fac m ari investiții financiare și de intelig ență, și de la care se a șteaptă rezultate tot m ai bune,
capabile s ă hrănească o popula ție aflată într-o cre ștere explosiv ă, dar să asigure și materia prim ă
pentru o m ulțime de ramuri industriale.
Dacă se co mpară agricultura anului 2010 cu cea practicat ă cu un secol în urm ă se constat ă
diferențe semnif icative, în specia l la cantitățile de produse ob ținute pe unitatea de suprafa ță, care în
unele c azuri s-au m ultiplicat de mai multe ori. La aces te rezulta te cerc etarea științifică și-a adus o
contribuție majoră prin geneticienii, agrotehnicienii, chim iștii și inginerii m ecanici, care pe
domeniile s pecifice de activ itate, au produs ad evărate „rev oluții”, cu multe contribu ții extr em de
valoroas e, dar și cu un ele consecin țe negative, în special as upra m ediului agricol.
Major itatea lucrărilor agrico le su nt com plet m ecanizat e, echip amentele tehn ice care le
deserves c înglobând u ltimele r ezultate a le cerce tărilor științifice din dom eniile m ecanicii,
electronicii, inform aticii, ergonom iei m uncii etc. Exploata țiile agrico le se ex tind în perm anență,
rotațiile cu lturilo r se des fășoară în conformitate cu cerin țele de baz ă ale agrotehn icii, solul în cepe să
devină un m ijloc de p roducție căruia i se acord ă o atenție tot m ai mare etc. Toate ace stea au cond us
la creșterea perm anentă a productivit ății muncii în agricultu ră, astfel că la nivelul anului 2010 doar
1,5 % din for ța de m uncă din Uniunea European ă este ocupat ă în aceas tă ramură econom ică.
Din păcate, nu acela și lucru se poate spune și despre agricultu ra rom ânească, pentru care
numeroasele reform e prin care a trecut în ultim ul secol au dis trus și ceea ce era bun și au pornit de
la capăt pe direc ții noi de dezvoltare. Retrocedarea în anii ' 90 a terenurilor agricole fo știlor
proprietari, lipsi ți de b aza m aterială necesară lucrării pământului la standarde m oderne, a condus
doar la o f ărâmițare excesiv ă a exp loatațiilor ag ricole, la pr acticarea agricultu rii de s ubzistență și la
lăsarea în paragin ă a unor suprafe țe agricole tot mai m ari.
În cadrul tehnologiilor pentru înfiin țarea cultu rilor agricole sem ănatul ocup ă un loc special,
prin im portanță și sen sibilitatea lucr ării. O lucra re de sem ănat corespunz ătoare presupune
respectarea sim ultană a m ai multor condi ții, începând cu selectarea semin țelor, preg ătirea pa tului
germ inativ în prez iua sau ziua sem ănatulu i, dar și folosirea unor m așini de sem ănat care s ă resp ecte
la cel m ai înalt niv el indicii calita tivi de lucru im puși acestei lucr ări, simultan cu realizarea unei
productivit ăți a m uncii cât m ai competitiv e. În acest sen s mașinilor de semănat li s-au ad us
îmbunătățiri perm anente, astfel în cât no rmele la h a să fie rigu ros respectate, adâncim ea de
încorporare a sem ințelor să fie uniform ă, rândurile s ă fie drepte, cu distan țe egale în tre ele,
distanțele d intre plan te pe rând s ă se conform eze exig ențelor agrotehn icii, să se evite greșurile și
suprapunerile etc.
Pentru ca o perato rul sistemului teh nic tracto r-mașină de semănat să poată respecta cât mai
riguros aces te cerințe au fost aduse perfec ționări pe rmanente aces tor m așini, cea m ai recentă și
interesan tă aplicație în acest sens referindu-se la m onitorizarea la bord în tim p real a unora dintre
param etrii f uncționali și econom ici ai procesului de m ecanizare a lucr ării de sem ănat. Dacă la
început s-a urm ărit doar buna func ționare a sec țiilor de lu cru ale m așinilor de sem ănat, în m omentul
de față cea m ai com plexă monitorizare se face prin utilizarea s istem elor de com unicații moderne
(GPS, internet), pentru a se urm ării întreaga activitate a agregatu lui agricol studiindu-se chiar și
posibilitatea de înlocuire com pletă a tractoristului cu un robot com andat și controlat de la m are
distanță. Echipam entul perm ite m onitorizarea nu num ai a perform anțelor sistem ului tehnic, dar și
contro lul felului în care m ecanizatorul se ach ită de sarcinile specifice.
Ca ur mare a acestor realiz ări teh nice calitatea lucr ării de sem ănat s-a îm bunătățit în
perm anență, contribuind în felul acesta la cre șterea continu ă a recoltelor. Neadaptarea tehnologiilor
și echip amentelo r pentr u semănatul culturilor agricole la pr ogresul tehnic m ondial din acest
16
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

domeniu conduce la o productivitate m ai scăzută a muncii, re colte m ai mici și cheltuieli spec ifice d e
producție mai mari și, în final, la imposib ilitatea de a face fa ță concurenței pe piața liberă european ă
sau pe pia ța mondial ă.
Ca ur mare a acestei situ ații se poate considera c ă tema acestei lucr ări este de m are actualitate
pentru ag ricultura rom ânească, în general, și pentru produc ătorii de echipam ente tehnice pentru
semănat, în special. P rin valorificarea superioar ă a unor elem ente de natur ă tehnică devenite
comune pentru alte dom enii de activ itate (G PS), dar și prin com pletarea dotării m așinilor de
semănat cu senzori care s ă sem naleze starea de func ționare a acestora s e va face un important p as
înain te pe calea im plem entării progresului tehnico- științific în agricu ltura românească.

3.2. Obiectivele lucr ării și met odica de cercetare

Obiec tivul principal al lucrării de d octora t îl co nstitu ie monitorizarea la bordul tractoarelor
a parametrilor procesului de mecan izare a lucr ărilor agricole de sem ănat.
Atingere a acestu i obie ctiv pr esupune parcurgerea secven țială și rezolvarea uno r obiective
subsidiare , cele m ai importan te din tre acestea fiind:
• realizarea u nui stud iu privind stad iul actu al al cuno ștințelor despre rolul și importanța
lucrării de sem ănat în tehnologia general ă de cu ltivare a pla ntelor, cu ev idențierea particula rităților
acestei lu crări în s ituațiile concre te de înființare a unor culturi bine precizate;
• realizarea u nei sinteze asupra s ituației naționale și mondiale în dom eniul construc ției de
echipam ente tehnice pentru sem ănat, cu spec ificare a caracteristicilor princip alelor ansam bluri
funcționale și chiar ale unor piese care pot contribui la perfec ționarea general ă a m așinilor de
semănat;
• analiza stad iului actual al ech ipării sistem elor tehnice pentru sem ănat cu ins talații de
monitorizare a unor indicatori func ționali și econo mici specifici pro cesului de lucru și a tip urilor de
insta lați folosite d e firmele de pr estigiu din acest dom eniu;
• cercetarea com parativă a sistem elor de m onitorizare a diferi ților param etri ai procesului
de m ecanizare a lucr ării de sem ănat și evid ențierea avantajelor folosirii acestora în diferite condi ții
de lucru;
• analiza teoretic ă a posibilit ății de utilizare a tehnicii și tehnologiei GPS pentru
monitorizarea caracteristicilor tehn ico-econom ice ale procesului de sem ănat, în vederea urm ării
param etrilor respec tivei lucrări;
• conceperea unui software com plex de urm ărire a param etrilor procesului de sem ănat prin
utiliza rea GPS și adapta rea sa la m onitor izarea a cestor p arametri;
• realizarea echipam entului necesar valorific ării software-lui conceput pentru m onitorizarea
prin GPS și adaptarea acestuia la cerin țele specifice exis tente la bordul tractoarelor;
• realizarea unei cercet ări teoretice asupra p osibilităților de utilizare a senzorilor
piezoelectrici la m onitorizarea s tării de func ționare a echipam entelor de încorporat s emințele în sol
și realizarea echipam entului și a software-lu i care să valo rifice aces t prin cipiu ;
• realizarea u nei cercetări teoretice și practice asu pra posib ilităților de utili zare a s enzorilo r
fotoelectrici la m onitorizarea st ării de func ționare a echipa mentelor de încorpora t sem ințele în sol
și conceperea unui software care s ă asigure u tilizarea da telor furnizate d e traductoare;
• efectuarea cercet ărilor experim entale în lab orator și în exploatare pentru stabilirea
concordan ței dintre rezu ltatele furnizate d e prog ramele teor etice concep ute și instalațiile realizate,
în situ ația reală a folosirii ech ipam entului de m onitor izare a param etrilor proces ului de m ecanizar e
a lucrărilor de sem ănat;
• prelucrarea și inte rpretarea rezu ltatelor obținute în vederea d iseminării acestor a, inclusiv
prin propuneri de brevete de inven ții sau proiecte europene de continuare a cercet ărilor.
17
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Analiza s tadiului a ctual în dom eniul
agrotehn icii și construc ției de echipam ente
tehnice pentru lucrarea de sem ănat.
Analiza s tadiului actual al dot ării sis temelor
tehnice pentru sem ănat cu echipam ente de
monitorizare la bord a param etrilor func ționali
Cercetarea teoretic ă, proiectarea unui software
și conceperea unui ech ipam ent tehnic care s ă
utilizeze GPS la m onitorizarea procesului de
semănat
Îmbunătățire
]

Fig. 3.1. Metodica general ă de studiu a temei abordate STOPÎmbunătățire
Cercetarea experim entală în labo rator și în
exploatare a echipam entelor de m onitorizare a
procesului de sem ănat Cercetarea teoretic ă, adaptarea unui software și
conceperea unui echipam ent tehnic care s ă
utilizez e traduc toare piezoelectrice la
monitoriz area procesului de sem ănat
Analiza și com pararea rezultatelor cercetărilor
teore tice și exp erimentale în vederea
perfecționării constructiv-func ționale a
echipam entelor de m onitorizare la bord a
param etrilor procesului de sem ănat Cercetarea teoretic ă, proiectarea unui software
și conceperea unui ech ipam ent tehnic care s ă
utilizeze traductoarel e fotoelectrice la
monitoriz area procesului de sem ănat
Îmbunătățire
18
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

4. CONTRIBU ȚII TEORETICE PRIVIND POSIBILITATEA
MONI TORIZĂRII LA BORD A PARAMETR ILOR PROCESULUI DE
MECANI ZARE A LUCR ĂRILOR AGRICOLE DE SEM ĂNAT

4.1. Elemente de calcul priv ind parametrii constructivi și indicatorii
funcționali monitoriz abili ai ma șinilor de sem ănat

Pentru ca indicatorii func ționali ai m așinilor de semănat să fie mon itorizați cu precizia
necesară trebuie ca echipam entele de urm ărire să se proiecteze și execu te într -o strâ nsă corelație cu
proiectarea și cons truirea subansam blurilor acesto r m așini. Este vorba, în principal, de
subansam blurile care au leg ătură directă cu traseul sem ințelor (cutia de sem ințe, aparate le de
distribuție de diferite tipuri, tuburile de conducere, br ăzdarele, roțile de tasare, mecanism ele
transm isiei e tc.).
Calcule le referitoare la c utia de sem ințe a m așinii de sem ănat trebu ie să stabile ască volum ul
optim al acestora, sp ațiul parcurs de m așina de sem ănat într e do uă alim entări consecutive,
dimensiunea orif iciulu i de curgere a sem ințelor etc. Aceste elem ente și relațiile lo r de calcul su nt
legate de norm a de sămânță la hectar, distan ța între boabe pe rând, suprafa ța însămânțată,
capacitatea de lucru a ma șinii etc., elem ente m onitorizabile la cele m ai multe m așini de sem ănat.
La aparatele de distribu ție cu cilin dri cane lați, specifice u nui m are număr de mașini de
semănat în rânduri este util ă și chiar necesar ă uneori cunoa șterea vo lumului de sem ințe evacu at de
acestea la o rotație, grosim ea stratului activ de sem ințe, volum ul de sem ințe distr ibuit p rin str atul
activ, secțiunea transv ersală a canelurilo r etc. Aces te elem ente furnizeaz ă sistem ului de
monitoriz are date despre debitul masic al aparatu lui de distribu ție, im plicat în contr olul norm ei de
sămânță la hectar.
Aparatele de distribu ție cu cilind ri cu pinteni au c onstrucția și funcționarea apropiate de cele
cu cilind ri canelați, deci și elem entele de calcul vor fi s imilare, rela țiile precizate în lucra re servind
direct la m onitoriza rea unor indici func ționali ai procesului de lucru execu tat de m așinile de
semănat.
La aparatele de d istribuție centrif ugale f orma pale telor rotorulu i, cu rbura și modul de
dispunere a acesto ra pe rotor trebuie astfel alese încât im pactul sem ințelor cu paletele, precum și cu
peretele cam erei de d istribuție să nu produc ă vătămarea lor. De asem enea, trebuie stabilit ă valoarea
minimă a vitezei unghiulare a conului de distribu ție pentru care începe m ișcarea boabelor pe con în
sus, pentru a asigura debitul nece sar satisfacerii normei la hec tar.
În cazul ap aratelor de distribu ție cu dozare m ecanică și distribu ție pn eumatică calculele
trebu ie să vizeze atât d ebitul de sem ințe evacu at de cilind rul can elat, cât și corelarea acestu ia cu
debitu l de a er cap abil să-l transpo rte la de stinație. La aces t tip de ap arat de dis tribuție trebu ie
dimensionat cu aten ție și diam etrul conductei prin cipale de transport și distribu ție a semin țelor,
astfel în cât d eplasarea s emințelor să se facă în cele m ai bune condi ții.
La mașinile de sem ănat de precizie (în cuiburi) se utilizeaz ă aparate d e distribuție
pneum atică cu discuri cu orificii, la care es te necesară stabilirea valorii depresiunii asupra unei
semințe aflată în dreptul unui o rificiu al discului, astfel încât aceasta s ă se mențină pe disc și să fie
transpo rtată în siguran ță către brăzdarul care o încorporeaz ă în sol. De as emenea, este deosebit d e
importantă stabilirea nu mărului de o rificii ale d iscului p entru a resp ecta n umărul de sem ințe care se
distribuie pe un hectar.
4.2.Cercet ări privind folosirea senz orilor tip fototranz istor la
monitoriz area echipamentelor de sem ănat

Param etrii monitoriz ați in cadrul procesului de sem ănat pot fi: distan ța parcurs ă, aria
suprafeței semănate, consum ul orar de com bustibil, productivitatea m uncii la lucrul cu m așina
19
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

respec tivă, consum ul de com bustibil pe hectar, num ărul de ore lu crate de operator pe lun ă
etc.[19],[22],[64].

Fig. 4.12. Prezentarea sc hematică a multiplexoru lui cu 8 intr ări utilizat

Sistem ul de monitorizare realizat folose ște pen tru culegere a datelo r senz ori tip f ototranzis tor
– LED cu em isie in in fraroșu, m ontați pe fiecare sec ție a m așinii d e semănat. Se luc rează în
infraroșu pentru ca m ăsurătorile să nu fie influen țate de lum ina solară.
Impulsurile sunt pr elucrate (dig italizate ) si apoi transm ise prin inte rmediul unei interf ețe
portului USB al unui laptop sau PC. De aici, printr-un program conceput și realizat in C++ (denum it
DorianSoft) se efectueaz ă calcu lele n ecesare, iar pe display s e vor afișa:
o în drep tul fiecărei secții, în tim p real, căderea fiec ărei sem ințe;
o numărul de sem ințe introduse în sol pe fiecare rând și sem nalarea unor gre șuri sau sem ințe
multiple ;
o numărul tota l de sem ințe semănate ;
suprafața lucrată în tim p real.
S-a con torizat și numărul to tal de s emințe, deoarece, ținând cont de masa a 1000 de boabe,
la fiecare hectar lucrat s ă se poată calcula norm a la hectar și verifica respe ctarea ace steia.
S-a considerat un echipam ent prevăzut cu 8 sec ții de s emănat, poziționate la 60 de cm
distanță între rânduri și reglate la 60 cm distanță între plante pe rând.
Pentru ca datele sa poat ă fi prelua te prin in trarea USB a calculato rului și ținând cont c ă se
dorește preluarea a 8 ca nale pe o singur ă cale de date, programul folose ște și softul interfeței pentru
joystick realizat de Microsoft Corporation, DirectX Software Devel opment Kit (DXSDK)[72].
Deoarece es te necesar s ă fie transmise m ai multe inform ații pe acela și canal și cum acest
lucru nu se poate face s imultan, se recurge la o partajare în tim p a canalului, num ită multiplexar e.
20
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Multip lexoa rele se montează la obiectele îndep ărtate p entru a asigura trans miterea
informației, pe unul si acela și circuit, consecutiv de la mai multe traduc toare.

Fig. 4.13. Programul de monitorizare (interfa ța grafică)

O parte a p rogram ul in stalat pe rmite citirea de la por tul U SB al lap top-ului a se mnalului
multiplex at și realizeaz ă dem ultiplex area a cestu ia.
S-a declarat un vecto r „semințe”, în care s-a m emorat num ărul de sem ințe care au trecut p rin
fiecare sec ție și s-a f olosit o variabil ă „sem ințeTot”, care reprezint ă numărul total de s emințe trecu te
prin cele 8 sec ții.
Prin „bu ttonz” se m onitorizeaz ă starea secțiilor la un m oment dat; aces ta putând lua v aloare a
0 sau 1.
S-a calcu lat suprafa ța de lucru, „supLucru”, definit ă ca fiind un num ăr rea l calcu lat după
formula:

SupLucru = n s·ds·L, (4.58)

în care: ns este num ărul de sem ințe semănate pe fi ecare secție; ds -distanța dintre sem ințe pe rând; L
– lățimea de lucru.
Toate calcu lele s e efectueaz ă ținând cont de viteza și de lățimea de lucru a m așinii de
semănat.
În exem plul din figura 4.13. sec ția a 8-a a fost blocat ă, acel X afi șat in dreptu l ei marcând
acest lucru, iar la s ecția a 5-a s-a semnalat un g reș.
Program ul realizat in C++, denum it „MONIT ” este următorul:
….
21
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

// Function-prototypes
//––––- –––––– –––––– ––––– ––––-
INT_PTR C ALLB ACK MainDlgProc( HWND h Dlg, UINT m sg, WPARAM wParam , LPARAM
lParam );
BOOL CALLBACK EnumObjectsCallback ( const DIDEVICE OBJECTINST ANCE* pdidoi,
VOID* pContext );
BOOL CALLBACK Enum JoysticksCallback( const DIDEVICEI NSTANCE* pdidInstance,
VOID* pContext );
HRESULT InitDir ectInp ut( HW ND hDlg );
VOID FreeDirectInput();
HRESULT UpdateInputState( HW ND hDlg );

// Stuff to filter out XInput devices
#include <wbem idl.h>
HRESULT SetupForIsX InputDevice();
bool IsXInputDevice( const GUID* pGuidProductFrom DirectInput );
void CleanupForIsXInputDevice();

struct XINPUT_DE VICE_NODE
{
DWORD dwVidPid;
XINPUT _DEVICE_ NODE* p Next;
};

struct DI_ENUM_CONTEXT
{
DIJOYCONFIG* pPreferredJoyCfg;
bool bPreferredJoyCfgValid;
};

bool g_bFilterOutXinputDevices = false;
XINPUT_DEVICE_NODE* g_pXInputDeviceList = NULL;
…

Semnalul provenit de la fototranzistor este prelucrat printr-o schem ă cu circuitul 555 folosit ca
monostabil.

Fig. 4.14. Schema circuitului monost abil realizat cu ßE 555

22
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

4.3. Cercetări privind folosir ea GPS la monitoriz area echipamentelor de
semănat

Pentru m onitorizarea pr incipalilor indici func ționali ai unei m așini d e semănat s-a folosit un
localizator dotat cu un recepto r GPS si unul GPRS (fig. 4.15.).

Fig. 4.15. Localizatorul tip AVL-900

Receptoru l GPS recep ționează sem nalele de la sateli ți printr-o antenă care se fixeaz ă
magnetic pe cabina trac torului.
Prin GPRS se face schim bul de inform ații, în sistem duplex, între GPS și opera torul ce
supravegheaz ă lucrarea agr icolă, prin interm ediul unui program num it GooLocate.
Acest p rogram permite afișarea coordonatelor in ti mp real pe o hart ă tip Google Maps .
Param etrii monitoriz ați prin GPRS sunt: tim pul, la titudin ea, long itudinea, a ltitudinea, v iteza și
distanța parcursă.
Inform ațiile sunt stocate într-o baz ă de date (fig. 4.16), de unde prin interm ediul unui soft
realiza t în V isual C, s e pot urmări în timp real: d istanța parcursă, suprafața lucrată, viteza m edie și
productivitatea m așinii d e semănat.
Lățimea de lucru este o dată de intrare și se introduce de c ătre operator, ținând cont de
caracteristicile tehn ice ale m așinii de sem ănat.
Prin programul realizat în Visual C s-a definit ca num ăr real distan ța „dist” parcurs ă de
mașina de s emănat în perioada de e șantion are setată în prealabil pe localizatorul GPS. Perioada de
eșantionare este p restabilită printr-un mesaj SMS tr imis către numărul atribuit localiza torulu i și este
de m inim 1 secund ă.
A doua variabil ă este timpul „tim p”, definit ă ca număr într eg.
Prin apăsarea butonului „Preia da te” se citesc infor mațiile d in baza de d ate tip .m db, crea tă
de program ul GooLocate .
Dup ă preluarea datelor se introduce ca variabil ă, într-o cas etă text, lățimea de lucru.
Program ul perm ite calcu larea și afișarea p e ecran a dis tanței parcurse, vitezei de lucru, a
suprafeței lucrate precu m și a produ ctivității muncii realiza tă cu m așina de sem ănat (fig. 4.17.).

23
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Fig. 4.16. Baza de date

Fig. 4.17. Interfața grafică a programului de monitorizare prin GPS

24
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

Program ul DorianSoft realizat în V isual C es te prezen tat în continuare.

Public Class Form 1
Di m dist As Double
Di m timp As Integer

Private Sub Form 1_Load(ByVal sender As System .Object, ByVal e As System .EventArgs)
Handles MyBase.Load
Me.LogTableAdapte r.Fill(Me. VehicleDBDataSet.Log )

End Sub

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System .Object, ByVal e As System .EventArgs)
Handles Button1.Click
Di m suprafata As Double
suprafata = Intege r.Parse(TextBox1.Text) * dist / 10
Label7.Text = CStr((Integer.Parse( TextBox1.Text) * dist / 10).ToString("#,####0.0000")) + "
ha"
Label12.Text = CStr((suprafat a / (tim p / 3600)).ToString("#,##0.00")) + " ha/h"
End Sub

Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System .Object, ByVal e As System .EventArgs)
Handles Button2.Click
…

4.4. Cercet ări privind folosirea senz orilor pi ezoelectri ci la monitori zarea
echipamentelor de sem ănat

În această lucrarea s-a realizat un sist em de monit orizare cu s enzori piez oelectrici, (fig. 4.18.)
ale căror s emnale electr ice sunt prelucrate de calculator. E fectul piezoelectric se manifestă prin
apariția unei polariz ări electrice sau prin varia ția unei polariz ări ex istente la dielectrici anizotro pi
natura li (cu arț, turm alina etc.) sau artificiali (s ulfat de litiu, m ateriale ceramice s peciale), atunci
când aceștia sunt deforma ți de o forță care acționează pe o direc ție convenabil ă.
Spre deosebire de senzorii de for ță/mom ent care utilizea ză alte tipuri de tra ductoare, senzori i
piezoelectrici nu im pun exis tenta unei structuri
elastice a cărei deform ație să serveas că la
determ inare a forței sau mom entului măsurat, ci
semnalul electric es te direct generat prin
acțiunea f orței asupra traductorului

Fig. 4.19. Montajul experimental

Fig. 4.18 Traductor piezoelectric
25
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

26 piezoelectric. M ăsurările statice sunt in schim b imposibil d e realizat utilizâ nd procesu l
piezoelectric.
Pentru a se urm ări frecven ța de cădere a sem ințelor și alura sem nalului s-a re alizat un
montaj experim ental ce con ține un traductor piezoelectri c protejat în tr-o incint ă mică înch isă și
înclinat la un unghi de 60O față de orizontal ă (fig. 4.19).
Lovind traductorul în c ăderea sa spre fundul rigolei, s ămânța va genera un tr en de impulsuri,
diferit de un sem nal sinusoidal sau dreptunghiular.
Pentru a vizualiza form a sem nalului (fig. 4.20) s-a folosit o plac ă de sunet dintr-un PC
obișnuit, transform ată în osciloscop, utilizân d un soft specializat și adap tat acestei s ituații.
Avantajul a ceste i metode const ă în faptul c ă, folosind softul, se pot face înregis trări, ba leieri în
frecvență și folosirea d e filtre d e frecvență.

Fig. 4.20. Forma semnalului ob ținută de la placa de sunet folosit ă ca osciloscop
Form a semnalului difer ă de în func ție de caracteris ticile bobului (m asă, duritate și formă) care
lovește cristalul piezoelectric. În figura 4.21 sunt vizualizate form ele de sem nal obținute în cazul
semințelor de porum b, fasole, soia și floarea soarelui.
S-a observat c ă peste semnalul captat de senzorul piezoelectric se adaug ă o m ultitudine de
zgom ote datorate vibra țiilor cadru lui mașinii de s emănat, precum și alte zg omote paraz ite.
Pentru a se vedea unde se ob ține semnalul m axim s-a realizat un baleiaj în frecven ță între 0
și 20.000 de Hz. Pentru toate sem ințele folosite sem nalul maxi m s-a situat între 1600…1800 Hz și
de asem enea, s-a putut vizualiza pe grafic pe lâng ă maxim și două armonici superioare (fig. 4.22.).
Introducând un filtru trece banda (între 1500 și 2000 de Hz) se ob ține un singur sem nal
aproxim ativ triunghiu lar, care poate fi utilizat mai departe în sistem ul de m onitorizare (fig. 4.23.) .
Vizualizarea la bo rdul tractorului a bunei func ționări a se cțiilor de sem ănat se poate realiza
prin ap rinderea unor LED-uri la fiecare lo vire a traductorulu i piezoelectric de c ătre sămânța
respec tivă.

a b
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

c d
Fig. 4.21 Forma semnalului pentru boabele de porumb – a, fasole – b,
soia-c, floarea soarelui-d

Pentru acesta se poate fol osi semnalul provenit de la traductor ul piezoelectric pentru a decl anșa un circuit
monostabil 555 (fig. 4.24.) . Tensiunea generat ă de cristalul piezoel ectric este preluat ă de circuitul tip ßE555,
iar la ieșire LED- urile m ontate la bordul tractor ului (câte unul pentru fie care secție) vor oferi inf ormații în
timp real despre funcționarea secțiilor de sem ănat (fig. 4.25) .

Fig. 4.22. Graficu l baleiajului în fr ecvență

Fig. 4.24. Schema bloc a circuitului integrat Fig.4.25. S chema desf ășurată a
circuitului .
monostabil 555

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
5. CERCET ĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND MONITORIZAREA LA
BORD A PARAMETRI LOR PROC ESULUI DE MECANIZARE A
LUCRĂRILOR AGRICOLE DE SEM ĂNAT

5.1. Obiectivele cercet ării experim entale

Cercetarea experim entală reprezintă unul din m odurile principale de abordare a problem elor
de investigare științifică funda mentală sau ap licativă. În gen eral, în cercetarea științifică trebu ie să
existe o un itate ind isolubilă între studiile teor etice și cercetarea exp erimentală, prin aceasta
soluționându-se problem ele științifice pe căile cele mai scurte și mai puțin costis itoare.
Studiile teo retice p ermit stabilirea interdepend enței dintre diferi ți parametri ai pr oceselo r
tehnice, a legilo r care stau la baza feno menelor, utilizând aparatu l matem atic și realizările din
domeniul științelor fundam entale (fizica, chim ia, biologia etc.).
Cercetările experim entale urm ăresc, pe de o parte, v erificarea adev ărului ipotezelor și
teoriilo r care au stat la baza stud iilor refer itoare la p rocesele cercetate, iar p e de a ltă part e, permi t
investigarea unor fenomene pe ntru care nu se pot ob ține rez ultate cu aplicabilitate pr actică pe cale
teore tică, datorită complexit ății acestora sau necunoa șterii în suf icientă măsură a leg ilor care
determ ină evoluția fenom enului cercetat.
Toate cercet ările experim entale presupun m ăsurarea unor m ărimi fizice, mecanice s au de altă
natură, în regim static sau di namic, folosind aparatur ă și mijloace de m ăsurare adecv ate, prelucrarea
datelo r obținute și în final, stabilirea concluziilor pe b aza cărora se poate trec e la va lorificarea
rezultatelor.
Obiec tivul principal al cercetării experim entale din aceast ă lucra re a c onstat în verificarea
practică a soluțiilor tehnice de monitorizare la bord a par ametr ilor procesului d e mecaniza re a
lucrărilor a gricole de sem ănat și a software-ur ilor concepute în aces t scop .
În vederea ating erii obiectiv ului princip al al acestor cercetări a fost necesar ă parcurgerea
secvențială și rezo lvarea m ai multor obiective su bsidia re, pr ecum:
• alegerea obiectulu i cercetării experim entale;
• stabilirea unei m etodici riguroa se de cercetare ex perim entală în vederea verific ării sof tware-
urilo r și ech ipam entelor tehnice concepute și realizate pentru mon itoriz area indicilo r funcționali ai
sistem ului tehnic;
• proiectarea și realizarea echipam entelor pentru monitor izare la bord prin f olosirea GPS-ului,
traductoarelor cu fototranzisto are și traductoarelor cu se nzori piezo electrici;
• desfășurarea cercet ărilor experim entale în laborator și înregistrarea rezultatelor pen tru ce le
trei sistem e de m onitorizare studiate teoretic, p entru care s -au concepu t și realizat echip amente
practice;
• desfășurarea cercet ărilor experim entale în ex ploatare, pentru eviden țierea pre ciziei de
utiliza re a G PS-ului;
• compararea rezultatelo r cercetărilor teoretice cu cele ob ținute în urm a investiga țiilor
experim entale în laborator și în exploatare în scopul valid ării software-u rilor c oncepute și a
echipam entelor tehnice d e monitorizare la bo rd proiectate și realizate .

5.2. Obiectul cercet ărilor experim entale

În cadrul acestei lucr ări s-a ales ca obiect al cercet ării experim entale sistemul tehnic forma t
din tractorul New Holland TL 100A și mașina de sem ănat SUP 29 . Acest tractor ocup ă în
mom entul de fa ță un loc im portan t în agricultura Rom âniei, fiind dintre cele m ai perform ante
echipam ente de acest tip care se im portă. De asem enea, m așina de sem ănat SUP 29 este considerat ă
un echipam ent tehn ic de cea m ai bună calita te, fabricată în Rom ânia și exportat ă în num eroase alte
țări.(fig.5.1. și fig.5.3)
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig. 5.1. Vedere general ă a tractorului New Holland TL 100A
[agriculture.newholland.com ]

Mașina de sem ănat universal ă purtată SUP-29 (fig. 5.3.) este destinat ă semănatului în rânduri
a tutu ror cu lturilor agricole de câm p, cu aceasta putându-se sem ăna: grâu, orz, ov ăz, orez, m azăre,
mei , cânepă, sfeclă, tomate, salată, pătrunjel, ceap ă, morcovi, spanac, sparcet ă, varză, golomăț,
ridichi, trifoi alb, trifoi ro șu, lucernă etc. Mașina seamănă în rânduri si poate respecta cerin țele agro-
tehnice privind debitul de sem ințe, ad âncim ea de îns ămânțare și distanța dintre rânduri,
corespunz ătoare dif eritelor cu lturi.

Fig.5.3. Mașina de sem ănat universal ă SUP-29[www. mecanicaceahlau.ro ]

5.3. Metodica cercet ării experimentale

În vederea atingerii obiect ivului general al cercet ărilor experim entale, precum și a
obiectivelor subsidiare specifica te în capitolul 5.1, s-a conceput și urmărit m etodica general ă de
cercetare precizat ă în figura 5.8. [9],[76]:

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
Locul de desfășurare a cercetărilor experimentale
Exploatare

Fig. 5.8. Metodica cercet ării exper imentale

În vederea îndeplinirii m etodicii generale au fost realizate urm ătoarele activit ăți:
• acțiuni prelim inare cercet ărilor experim entale;
• cercetări experim entale în labo rator;
• cercetări experim entale în exploatare.

5.3.1. Acțiuni prelimin are

Pentru reu șita cercetărilor experim entale este necesar s ă se organizeze în amănunțime fiecare
acțiune, înc epând cu an aliza leg islației referitoare la restric țiile desfășurării aces tora, alegerea și
procurarea celor m ai potriv ite ech ipam ente și aparate, des emnarea loca țiilor în ca re ce rcetările
respective s unt reprezen tative, stabilirea personalului d e specialita te etc.
O schem ă sinte tică a m odului în care s-au desf ășurat acțiunile p reliminare c ercetărilor
experim entale în cadrul acestei lu crări este prezentat ă în figura 5.9 Obiectul cerce tărilor experimentale
Sistemul tehnic format din tractorul New Holland T L 100 și
mașina de semănat SUP-29
Echipamen te și aparate folosite
Echipamen t
de
monitoriz are
cu
fototranzistoa
re în infra roșuTractorul New
Holland TL 100,
mașina de semănat
SUP -29, cronometr u,
ruletă, jaloane Echipamen t
de
monitoriz are
prin GP S,
laptop
Indicatori ur măriți
• Distanța parc ursă;
• Supra fața lucrată;
• Viteza m edie;
• Produ ctivitatea. • Numărul de boabe î ncorporate de
fiecare sec ție;
• Numărul total d e b oabe
încorporate de mașină;
• Norm a la hectar;
• Starea de funcționare a m așinii. Echipamen t
de
monitoriz are
cu
traductoare
piezoelectriceViteza de d gregat ului eplasare a aLaborator
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 Analiz area documentel or de referință și conexe (notițe tehnice, standar de etc .)
Stabilirea și verificarea obiectului supus c ercetărilor experimentale
Alegere a și verificarea apar atelor și echipamentelor pentru cerce tarea experime ntală
În laborator:
• Echipamen t de monitoriz are prin
GPS;
În exploatare :
• Tractorul New Ho lland TL 100;
• Mașina P-29;
e monitoriz are prin
de semănat SU
• Echipament de monitoriz are cu
fototranzistoare în infr aroșu; • Cronom etru;
• Ruletă;
• Echipament de monitoriz are cu
traductoare pi ezoelectrice; • Jaloane;
ent d • Echipam
• Laptop GPS;
• Laptop.

Fig. 5.9. Schema de lucru privind ac țiunile pr eliminare cer cetărilor exp erimenta le Stabilirea schemelor de măsurare -încerc are
Pregătirea pentru cercetări experime ntale
în expl oatare Pregătirea pentru cercetări experime ntale
în la borator

5.3

le pentru semănat a fost necesar ă
tudierea următoarelor docum ente de referin ță, legi, standarde etc.:
ƒ
embre relativ la m așini;
de
men
pațiul liber al u tilajelor;
și disponibilitate. Culegerea datelor privind
com.2. Anali zarea documentelor de referin ță și conex e
În vederea efectu ării experim entărilor cu echipam ente
s
Directiva: S ECURITATEA MA ȘINILOR 98/37/EC, Directiva Parlam entului europ ean și a
Consiliu lui din 22 iunie 1998 privin d abordarea legis lației Statelo r m
ƒ STAS 13042/1-91, Ma șini agr icole. Metode de d eterminare a param etrilor constructiv i;
ƒ STAS 13042/2-91, Ma șini agricole. Metode de determ inare a indicilor de exploatare;
ƒ STAS 13042/3-91, Ma șini agricole. Metode de dete rminare a indicatorilo r
tenabilitate preventivă;
ƒ SR ISO 2332:1997, Tractoare și mașini ag ricole. Cuplarea utilaj elor prin m ecanismul de
suspendare în trei puncte. S
ƒ STAS 10307-75, Fiabilitatea produselor industriale. Indi catori de fiabilitate.
ƒ STAS 10911-77, Fiabilitate, m entenabilitate
portarea în exploatare a produselor industriale.
ƒ SR ISO 730-1+C1:2000, Tractoare agricole pe ro ți. Mecan ism de suspendare în trei puncte
montat în spate. Partea 1: Categoriile 1,2,3 și 4.
ƒ PGI 01.12, Procedur ă generală de încercare pentru determ inarea ind icilor de explo atare ai
mașinilor ag ricole ;
ƒ SR EN 45001-1993, Criterii generale de func ționare a laboratoarelor de încerc ări ;
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 ƒ PSpI-01.00.33,Procedură specifică pentru determ inarea indicilo r energetici ai agregatelor;
și
lung

lor experimentale în laborator
l specializat NS 11 de
Facultatea de Alim entație și Turis m din cadrul Univers ității Transilvania din Bra șov, în perioada
septem
5.3.4. Me
(Măgurele), în data
de 2 iunie 2010, dup ă metodica indicat ă în figura 5.11. ƒ Legea protec ției m uncii 90/96 și Nor mele m etodologice d e aplicare ;
ƒ Strategia de dezvoltare a agri culturii, industriei alim entare și silvicultu rii pe term en m ediu
(2001 – 2005 și 2005 – 2010) MAAP.
5.3.3 Metod ica desfășurării cercet ări

Cercetările experim entale de tip lab orator s -au desfășurat în laboratoru
la
brie 2009-iunie 2010.

Locul de desf ășurare a cercet ărilor ex perim entale
Universitatea Transilvan ia Brașov, L aboratorul N S 11
Echipam entele de m onitorizare verificate cu patru
soiuri d e semințe: grâu,orz, porum b, fasole
Echipam ent de
monitoriz are cu

Fig. 5.10. Metodica cercet ărilor experimentale în condi ții de laborator

todica desfășurării cercet ărilor experimentale în explo atare

Cercetările experim entale în exploatare s-au desf ășurat la ICDP Bra șovfototranz istoare
în inf raroșu
Indicatori urm ăriți
• Funcționarea echipam entelo r de m onitor izare;
• Numărul de boabe încorporate de fiecare sec ție; Echipam ent de
monitoriz are cu
trei tradu ctoare
piezoelectrice
diferite
• Numărul total de boabe încorporate de m așină;
• Norma la hectar;
• Starea d e funcționare a m așinii.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
ondiții de câmp-labo rator

.4. Aparatura și echipamentele folosite la cercet ările experimentale

ția folosită la monito rizarea cu traductoare piez oelectrice
folosit tre i
traductore cu senzori p iezoelectrici, notate A, B și C (fi g. 5.12.). Se observ ă și în f igură că
tradu ecvenței sem nalelor
furnizg
Fig. 5.11. Metod ica cercetăPREGĂTIRE A EC HIPAMENTULU I PENTR U PROBE
Pregătirea tracto rului New Holland TL 100;
Montare a antenei pe c apota tractorului;
Montare a receptorului GP S în cabin ă. Pregătirea se mănătorii SUP-29
Pregătirea ter enului pen tru probe :
o Stabilirea locului de desf ășurare a pro belor;
o Măsurarea di stanței de 100 m;
cu jal oane duble. o Marc area capetelor traseul ui
Deplas area agregatului l a locul de pr obe
V1
Cronom etrarea timpului de parc urgere a distanței de 10 0 m V3 V4 V2
Pe teren Cu ap aratura GPS
Compararea rezultatelor Viteza de deplasare a a gregat ului
rilor experimentale în c
5
5.4.1. Instala
Pentru a afla for ma semnalulu i genera t de senzorul piezoelectric la încerc ări s-au
ctoarele au dimensiuni di ferite, fapt care ar trebui s ă influențeze valo area fr
ate de acestea la căderea pe suprafa ța lor a unei sem ințe de m asă cunoscut ă: senzorul A are
dimensiunile cele m ai mari, iar senzor ul C dim ensiunile cele m ai mici.

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

A B C
Fig. 5.12. Senzorii p iezoelectrici folosiți la în cercări

Pentru încerc ări s-a folosit un br ăzdar tip an coră pe talp a căruia a fost m ontat senzorul
piezoelectric (fig. 5.13.).

Fig. 5.13. Brăzdarul tip ancor ă folos it la înce rcări și locul de amplasare a traductorului

Pentru vizu alizarea și înregistrarea sem nalelor electrice produse de c ăderea sem ințelor pe
senzorul piezoelectric s-a fo losit, pentru început, o plac ă externă de osciloscop pentru PC (tip kit de
asam blare apar ținând firm ei Epsico Manufacturing și com ercializa tă în Rom ânia de către firm a SC
Epsicom SRL Craiova) a c ărei schem ă este p rezentată în figura 5.14.
Schem a de am plasare a com ponentelor este prezentat ă în figura 5.15. Conectorul Db25 s e
conecteaz ă la PC prin interm ediul unui adaptor „m amă-tată” cu 25 de pini.
Semnalul de intrare este aplicat s imultan atât unui redresor bialternan ță cât și unui detector de
trecere p rin zero realizat cu U5 (display driver cu leduri).
Sem ialternanțele sun t aplicate e șantionat convertorului ADC pe 8 bi ți (Convertor Analog
Num eric) tip AD0804. Punctul sensibil este cel de detec ție a trecerii prin zero. S unt prevăzute
reglajele „r eferință intrare” și „nivel ieșire” P1 res pectiv P2, ia r sem nalul este trim is prin pinul 15 al
portulu i par alel către PC, zero pe sem ialternanța pozitivă. Din P1 se poate reg la și dom eniul de
indicare a ledurilor.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig. 5.14. Schema electronic ă a osciloscopului

Fig. 5.15. Schema de amplasare a componentelor osciloscopului
Prin pinul 1 al conectorului DB25 se prim ește com anda de deschidere a com utatorului
analogic realizat cu U6 și se rea lizează eșantion area s emnalului, m emorat apo i pe C 3 (sam ple and
hold), ap licat rep etorului U4C convertit cu ADC0804 (pin 6 intrare). Fiecare e șantion es te deci
convertit din sem nal analogic in e șantioane de coduri num erice. Ti mpul de conversie de 100 µs est e
stabilit de valorile C4 și R1. Datele convertite num eric sunt depuse într-un buffer octal și apoi citite
multiplex at de către PC in setu ri de cate 4 bi ți, acesta trimi țând sem nalele d e validare citire p rin
pinii 2 si 9 c ătre U1 (dual buffer). Pinul 5 al convertorului indic ă prin “0” logic finalizarea
conversiei, iar prin pinul 3 se începe conversia.
Alim entarea circuitulu i se face de la o surs ă de de 9-12V, tensiune ce este apoi stabilizat ă la
5V cu circuitul integrat LM7805. Mont ajul, conectat la PC prin port ul paralel LPT 1 este prezentat
în figura 5.16.

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig. 5.16. Osciloscopul conectat la portul LPT1 al PC-ului

5.4.2. Instala ția folosită la monito rizarea cu traductoare fo toele ctrice

Pentru m onitorizarea la bord a bunei func ționări a secțiilor d e semănat s-au folosi ca senzori
dispozitive optoelectronice, re spectiv fototranz istoarele.
Traductoare le folosite în schema bloc a dispozitivului de monitorizare din figura 5.17. lucreaz ă
în zona spectrului electroma gnetic vizibil al radiației luminoase, resp ectiv între 0,4…0,76 µm.

Fig. 5.17. Schema bloc a dispozitivului de m onito rizare cu se nzori fo toele ctrici

Senzorul fotoelectric este alc ătuit dintr-o rețea de 8 fototranzisto are activate de 8 LED-uri
superbright (fig. 5.18), tip HB5-439AWF .

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig. 5.18. LED-ul tip H B5-439AWF și caracteristica lungim ii de undă emise

Fototran zistoarele și LED-urile sun t poziționate întrețesut p entru ca in terferențele produse
de em isia de lum ină să fie cât m ai mici (fig. 5.19).

Fig.5.19. Amplasarea LED-urilor și a fototra nzistoarelo r în cel ula senzorului fotoelectric

Fototranzistoarele folosite sunt de tip L-932P3BT (fig. 5.20).

Fig. 5.20. Fototranzistoarele L-932P3BT și caracter istica varia ției
curentului de colector func ție de intensitatea radia ției lumino ase
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
Traducto rul realizat es te de tip a ctiv, re spectiv raz a de lum ină cade perm anent pe
fototranz istor, sem nalul elec tric f iind generat atunci când raza este întrerupt ă.
Schem a generală a traductorului fotoelectric (am plificatorulu i) este prez entată în figura 5.21.
Fototran zistorul es te co nectat în circ uitul de po larizare al tranzis torulu i T1, aces ta fiind conec tat în
regim de repetor.
Când FT1 nu este ilum inat, rezisten ța sa in ternă este foarte m are, neperm ițând ca tensiunea
sursei de alim entare să ajungă la ba za lui T 1. În aceste cond iții, T 1 este blocat, cea ce înseam nă că
prin R 1 nu circul ă nici un curent, tensiunea de ie șire fiind nul ă.
La apariția lum inii pe fereastra de acces a FT 1, acesta dev ine conductor, iar prin el în cepe să
circu le curentul de co lector care v a trece și prin R 1. În acest mod, la borne le rezistorului R 1 apare o
tensiun e continuă, care reprezint ă răspunsul traductorului la apari ția lum inii.

Fig. 5.21. Schema traductorului fotoelectric și a etajului monostabil rea lizat cu circuitul LM 555

Fig. 5.22. Schema electronic ă a circuitului LM 555N
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
Pentru etajul m onostabil s-a folosit circuitu l LM 555 (fig. 5.22). Aces ta este un circuit
integ rat monolitic ca re generea ză întârzieri în timp declan șate sau oscila ții libe re. Es te prevăzut cu
terminale au xiliare de control p entru declan șare sau aducere la zero pe frontul de c ădere și poate
debita sau absorbi curen ți de până la 200 mA.
Circuitul echivalen t este reprezen tat în sc hema bloc din fig ura 5.23, reprezen tând func țiile
de control, sem nalul trigger, det ectoare de nivel sau com paratoare de nivel, circuit ba sculant b istabil
RS și etajul tam pon de ie șire care inverseaz ă faza sem nalului de la ie șirea com plementară ()Q a
CBB.
În cazul m odului d e operare m ultivibrator m onost abil, între tensiun ea de alim entare (pin 8 )
și masă (pin 1) se co nectează rețeaua R 2C2. Punctul comun di ntre rezistor și condensator este
conectat la intrarea de prag care es te de fapt intrarea com paratorului superior. Tranzistorul intern de
descărcare este conectat și el în ace lași punct. Pentru a atenua zgom otul, între pinul 5 și masă se
conecteaz ă condensatorul C 3.
Pe pinul 2, care este conectat la in trarea co mparatoru lui inferio r se aplică un tensiune
pozitivă mai mare decât 1/3V +. În aceast ă stare tensiunea de ie șire pe pinul 3 este de aproxim ativ 0
V. Se mnalul de nivel logic 1 de la ie șirea co mplem entară a CBB fa ce ca T 1 să fie în stare de
conducție și să scurtcircu iteze conden satoru l extern. De aceea condensato rul nu se poate în cărca. În
același tim p intrarea co mparatoru lui superior ar e o valo are de aproap e 0 V, ceea ce face ca ie șirea
comparatorului s ă mențină bistabilu l resetat.

Fig. 5.23. Schema bloc și configura ția pinilor circuitului LM 555N

Când pe intrarea de declan șare este aplicat un se mnal trigger în sens negativ, pragul
comparatorului inferior este dep ășit, deci com paratoru l inferior seteaz ă circuitul basc ulant. Aceas ta
face ca T 1 să se com porte ca un circuit deschis. Setare a circ uitulu i basc ulant gener ează de asemenea
un nivel poz itiv a l ieșirii, care este de fapt începutul pulsului de ie șire. C ondensatorul începe acum
să se încarce prin rezistorul extern. Im ediat ce tensiunea pe condensator devine egal ă cu două treimi
din tensiunea de alim entare, com paratorul superior reseteaz ă circuitul basculant. Astfel, sem nalul de
ieșire scade la 0 logic. În același timp T 1 începe să conducă, perm ițând descărcarea rap idă (prin e l) a
condensatorului. Dacă, în timp ce pulsul de ie șire este la 1 logic, se aplică un puls negativ pe
intrarea de reset, acesta va fi stopat im ediat ce acel puls reseteaz ă circuitul basculant. În func ție de
valor ile re zistenței externe și capacității, dur ata pulsului d e ieșire poate fi reglat ă să ia valor i
cuprinse între câtev a milisecunde și câteva sute de secunde ( T= 1,1 R 2C2 [s].
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 Form a sem nalelo r electric la in trarea și ieșirea din am plificator precum și la ieșirea d in etaju l
monostabil este prezen tată în figura 5.24.
De la ieșirea din m onostabil sem nalul se poate duce la un monitor simplu de bord prev ăzut
cu 8 LED-uri, câte un ul pentru fiecare sec ție de sem ănat, care p rin aprind erea lor arat ă buna
funcționare a echipam entului d e semănat.
Etajul m ultiplexor permite ca sem nalul electric corespunz ător celor 8 canale s ă ajungă în
portul USB al laptopului printr- un singur cablu USB, care-i asigur ă totodată și alim entare a.

a b c
Fig. 5.24. Forma semnalelor electrice a – la intrarea în amplificator ;
b – la ieșirea din amplific ator; c – la ie șirea din circuitul monostabil

5.5. Desfășurarea cercet ărilor experim entale

5.5.1. Desf ășurarea cercet ărilor ex perimenta le în laborato r

5.5.1.1. Desf ășurarea cercet ărilor experimentale cu tr aductoare piezoelectrice

Cercetările experim entale s-au desf ășurat în laboratorul NS 11 de la Facultatea de
Alim entație și Turism din cadru l Universit ății Transilvania din Bra șov în perioada septem brie
2009… iunie 2010, folosind br ăzdarul an coră și ins talația de m onitorizar e prez entate în f igurile
5.13…5.16, precum și un sof t dezvolta t de către Christian Z eitnitz din Germ ania și anum e „Scope
V1.32” (figura 5.27).
Acest progr am, scris complet în La bView (™ National Instrum ents), poate fi folosit pentru
transform area plăcii de sunet a PC-ului în tr-un veritabil osciloscop.
Principalele caracteristici ale osciloscopului sunt urm ătoarele:
• perm ite vizu alizarea simultan ă a 2 canale;
• moduri de declan șare (tr igger) : inactiv, autom at, norm al și semnal singular;
• semnalele de intrare d e pe cele dou ă canale pot fi adunate, sc ăzute s au înmulțite;
• perm ite analiza în frecven ță (Fourier Spectrum );
• posedă cursoare pentru m ăsurarea a mplitudinii, tim pului și frecven ței în f ereastra
principală;
• filtru de f recvență „taie jos”, „taie su s” și „trece banda”;
• salvarea vizualiz ărilor în for mat .jpeg și .csv (b ază de date).

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig. 5.27. Interfața grafică a so ftului Sco pe V1.32

În genera l, traduc torul piezoe lectric este inf luențat și de factori perturbatori cum ar fi
trepidațiile m așinii de s emănat sau vibra țiile da torate f recării dintre br ăzdar și sol.
Pentru a dim inua influen ța aces tor factori, traductoru l s-a montat pe o lam elă de oțel izolată
de restul br ăzdarului prin benzi de cauciuc m oale (fig. 5.28.).

1 2
3 5
4

Fig. 5.28. Montarea senzorului piezoelectric
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
În figura 5.28 nota țiile au urm ătoarele sem nificații: 1-brăzdar; 2- lamelă cu senzor
piezoelectric ; 3-izolație de cauciu c; 4-cablu ecran at; 5-jack d e cuplare la P C.

5.5.1.2 Desf ășurarea cercet ărilor experimenta le cu tr aductoare fo toelectr ice

Cercetările experim entale s-au desf ășurat în
laboratorul NS 11 de la Facultatea de Alim entație și
Turism din carul Universit ății Transilvan ia din Brașov în
perioada septem brie 2009… iunie 2010.
Fototran zistoarele și LED-urile ce alc ătuies c
senzorul fotoelectric su nt protejate de praf și intem perii
printr-o cutie din tabl ă de alam ă (fig. 5.29). Aceasta se
poate m onta pe traseul tuburilor de sem ințe pentru a
monitoriza buna func ționare a sec țiilor m așinilor de
semănat universale
Prin m ontarea unui alt senz or fotoelectric (nu este
vorba de cel din figura 5.29) în cutiile de distribu ție ale
mașinilor d e semănat d e precizie și folosind schem a din
figura 5.17 și softul specializat, se po t vizualiza n umărul de
boabe sem ănate de fiecare sec ție și numărul total de boabe
semănat.
Cunoscând l ățimea de lucru, distan ța între boabe pe
rând și masa a 1000 de boabe se poate verifica și dacă este
respec tată norma la hectar.
Deoarece u na din problem ele cele m ai importante
ale s enzorilor fotoelectrici es te aco perirea aces tora cu praf
datorită condițiilor din câm p specifice procesul d e semănat,
aceștia s-au protejat cu un ge am (fig. 5.30), tratat
împotriva ader ării praf ului sau a altor im purități cu
substanțe tip nanostructuri a c ăror fu ncționare se bazeaz ă pe efectul de lotus.

Fig. 5.29 Montarea senzorului
fotoelectric pe tubul de conducere a
semințelor

Fig. 5.30. Protejarea senzorilor de praf

Pentru înnobilarea suprafeței de protec ție s-a folosit o sub stanță în alcătuirea căreia intră
nanostructuri din grupul perfluor idelor m odificate superficial – “AGV”, produsă de firm a RES-
BONA GR OUP INTE RNATIONAL din Germ ania.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
5.5.2. Desf ășurarea cercet ărilor ex perimenta le în exploata re prin utilizarea GPS

Cercetările experim entale în exploatare s-au desf ășurat în data de 02.06.2010 în incinta
ICDP-Bra șov (Măgurele) dup ă metodica prezentat ă în figura 5.11 și folosind sistem ul tehnic form at
din tractorul New Holland TL 100A și mașina de sem ănat SUP-29.
Echipam entul de m onitorizare prin GPS a fo st verificat în prealab il sub aspectu l funcționării
în zona resp ectivă, după care s-a trecut la ins talarea sa conf orm prescripțiilor. Astf el, anten a s-a
montat pe capota m otorului (fig. 5.31) prin aderen ță magnetică, iar restu l insta lației s-a am plasat în
cabina tractorului (fig. 5.32). Aces ta s-a alim entat de la priza de curent continuu de 12V existent ă în
cabina trac torului.

Fig. 5.31 Fixarea an tenei pe capo ta tractoru lui

Fig.5.32. Amplasarea și conectarea echipamentului de recep ție GPS în cabina tra ctorului

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 Pentru a feri i nstalația de m onitorizare prin GPS de vibra ții excesiv e s-a u utiliza t mai m ulte
bucăți din pânz ă ca elem ente de am ortizare. Prin telefon s-a stabilit leg ătura perm anentă cu
operato rul P C aflat în Br așov, la distan ța de circa 10 km .
S-a identificat terenul p e care urm a să se deplaseze agreg atul de sem ănat, s-a m ăsurat o
distanță de 100 m , care a fost m arcată la ce le două capete cu jaloane duble (fig.5.33). S-a instruit
personalu l participan t la cerc etările experim entale asupra m odului de desf ășurare a aces tora și a
rolulu i fiecărui ce rcetător.

Fig. 5.33. Pregătirea terenului pentru m ăsurări

S-a deplasat agregatul de sem ănat pe ter enul pregătit și s-au făcut mai multe probe
pregătitoare, la vitezele stabilite, cu cronom etrarea tim pilor de parcurgere a distan ței m arcate
(fig.5.34). Dup ă ce s-a constatat c ă se în deplinesc toate cerin țele im puse unei cercet ări
experim entale s-a trecu t la crono metrarea tim pului în care agregatu l a parcurs cei 100 m.
Mom entele începerii și încheierii cronom etrării erau tr ansm ise în tim p real prin te lefon și
operatorului PC, care le introducea în program ul sp ecial conceput pentru m onitorizarea indicilor
funcționali ai sistem ului tehnic de sem ănat. În prealabil în soft-ul re spectiv (Monit) a fost introdus ă
lățimea de lucru a m așinii de s emănat (3,625 m).
S-au efectuat 8 probe, câte dou ă pentru fiecare din cele patru viteze de lucru consid erate ca
posibile la d esfășurarea lucr ării agricole de sem ănat (fig.5.35).

Fig.5.34 . Pregătirea agregatului pentru m ăsurări
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Fig.5.35. Cronometrarea timpului de de plasare a agregatului

5.6. Prelucrarea, analiz a și interpretarea re zultatelor cercet ărilor experim entale

5.6.1. Analiz a și interpretarea rezultatelo r obținute cu instala ția cu traductoare
piezoelectrice

Semnalele generat e la lovir ea senzorul ui piezoelectric A de către semin țe sunt prezentate în
figura 5.36.

a b c
Fig. 5.36. Semnalele ob ținute pentru a-grâu, b-fasole, c-porumb

Pentru a vedea la ce frecvente sem nalul dat de traductor are am plitudinea m aximă s-a trecu t
la o baleiere în frecven ță între 20 și 20.000 Hz utilizându -se ca senzor tot cris talul A.
Semințele folosite la înce rcări au fost de grâu, orz, porum b și fasole.
Pentru a s e reduce și mai mult inf luențele exte rioare asup ra traductoarelo r, corpul b răzdarul
a fost lega t la m asa PC-ului.
Graficele rezultate în u rma prelucrării semnalelor tran smise de tradu ctoarele piezo electric
A,B și C sunt prezentate în figurile 5.37, 5.38 și 5.39.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

a

b

c

d
Fig. 5.37. Grafic ele rezultate în urm a baleie rii în frecv ență (traductorul A)
pentru: a-grâu, b-orz, c-porumb, d-fasole

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

a

b

c

d
Fig. 5.38. Grafic ele rezultate în urm a baleie rii în frecv ență (traductorul B)
pentru: a-grâu, b-orz, c-porumb, d-fasole

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

a

b

c

d
Fig. 5.39. Grafic ele rezultate în urm a baleie rii în frecv ență (traductorul C)
pentru: a-grâu, b-orz, c-porumb, d-fasole

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 Se observ ă că pen tru toate sem ințele f olosite la încercări, în cazul traduc torului A s-a
înreg istrat un m axim al am plitud inii sem nalului e lectric în juru l valorii de 6 kHz , în c azul
traduc torului B maximul s-a situat în jurul valorii de 1,2 kHz iar pen tru traducto rul C maximul
amplitudinii s-a realizat la 1 kHz.
O concluzie ar fi faptul ca indiferent de tipul sem ințelor, frecven ța la c are am plitudinea este
maximă este o constantă pentru fiecare tip de traductor.
Asta înseamnă că introducând în circuit un filtru „trece band a”, se tat în jurul m aximului d e
amplitudine, se va ob ține un sem nal clar și neperturbat de al ți factori.
Form a sem nalulu i obținut în urm a căderii m ai multor boab e de la distribuitor pe traductorul
piezoelectric, este prezen tată în figura 5.40.

Fig. 5.40. Semnalul electric vizualizat pe osciloscop
în cadrul procesului de sem ănat

5.6.2. Analiza și interp retarea rezultatelor ob ținute cu in stalația cu traductoare fotoelectric e

Semnalul obținut în urma prelucr ării cu echipam entul de m onitori zare cu osciloscopul realizat
pe baza pl ăcii de sunet a unui PC prin folosirea software-ului Scope V1.32 este prezentat în figu ra
5.41.
Se constat ă că la intrarea în am plificator (fig. 5.41, a) sem nalul include m ai multe frecven țe
cu am plitud ini diferite, cele m ai mari f iind spe cifice tre cerii semințelor. Sem nalul respectiv este
preluc rat în am plificator, astfel c ă la ieșirea d in acesta are fo rma din figura 5.41, b. În urm a trece rii
semnalului prin circuitul m onosta bil se ob ține for ma finală din figura 5.41, c, care poate fi
monitoriz ată în continuare în vederea stabilir ii ind icilor ca litativi de luc ru ai mașinii de sem ănat.

a
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

b

c
Fig. 5.41. Forma semnalelor electrice a – la intrarea în amplificator ;
b – la ieșirea din amplific ator; c – la ie șirea din circuitul monostabil

5.6.3. Analiza și interp retarea rezultatelor ob ținute cu in stalația car e utiliz ează GPS-ul

În tabelul 5.4. se prezint ă rezu ltatele cercet ărilor experim entale din exploatare ob ținute în
urma cronom etrării timpului prin metoda clasic ă și valorile spațiilor și vitezelor măsurate cu GPS-
ul.
Tabelul 5.4.
Rezulta tele măsurării prin GPS a spa țiului parc urs și a vitezei medii a m așinii d e semănat
Proba Nr. ID Timp [s] Spatiul parcurs [m] Viteza medie [km/h]
1 1261 – 1278 49 97,271 7,15
2 1328 – 1346 51 102,317 7,22
3 1368 – 1384 45 101,179 8,09
4 1398 – 1413 43 101,145 8,46
5 1428 – 1442 41 103,24 9,066
6 1464 – 1478 40 100,952 9,086
7 1493 – 1505 35 97,983 10,08
8 1519 – 1531 34 95,426 10,10
În tab elul 5.4 Nr.ID sem nifică poziția din baza de date (fig.4.16) pe care a accesat-o program ul de
calcu l a ind icilor funcționali a i agregatului de se mănat.
Graficele varia ției vitezei pentru cele 8 încerc ări sunt prezenta te în figura 5.42.

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
012345678
3691215182124273033363942454851
Timp [s]Viteza [km/h]

012345678
369121518212427303336394245485154
Timp [s]Viteza [k m/h]

Proba 1 Proba 2

012345678910
1369 121518212427303336394245
Timp [s]Vitez a [km/h]
..
0123456789
1 3 6 912 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
Timp [s]Viteza [km/h]

Proba 3 Proba 4

012345678910
1 3 6 9 12151 8212 42 730333639
Timp [s]Viteza [km/h ]

01234567891011
1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39
Timp [s]Viteza [km/ h]

Proba 5 Proba 6

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
01234567891011
123456 789 101112
Timp [s]Viteza [km/h]

01234567891011
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36
Timp [s]Viteza [km/h]

Proba 7 Proba 8

5.6.4. Compararea rezultatelor ob ținute prin cercet ările experimentale clasic e și prin folos irea
GPS-ului

În urm a cercetărilor experim entale p rin metoda clasic ă și prin folosirea GPS-ului s-au ob ținut
rezultatele precizate în tabelul 5.5.
Tabelul 5.5
Rezulta te co mparative o bținute la cercet ările exp erimenta le
Timp [ s]

Spatiul parcurs [m] Viteza medie [km/h] Proba
GPS Clasic GPS Clasic GPS Clasic
1 49 50 97,271 100 7,15 7,2
2 51 51 102,317 100 7,22 7,058
3 45 43 101,179 100 8,09 8,372
4 43 43,5 101,145 100 8,46 8,275
5 41 39,5 103,24 100 9,066 9,113
6 40 40 100,952 100 9,086 9,0
7 35 30 97,983 100 10,08 12
8 34 31 95,426 100 10,10 11,612
Se constat ă că cea m ai mare diferen ță de tim p măsurată prin cronom etrare clasic ă și prin
insta lația de m onitorizare GPS s-a m anifestat la proba nr. 7 (5 s). De asem enea, cea m ai mare
diferență referitoa re la spațiul parcurs se constat ă la proba nr. 8 (4,574 m ), iar cea m ai mare
diferență de viteză se m anifestă la proba nr. 7, respectiv de 1,92 km /h . Aceste diferen țe au ponderi
relativ m ari dator ită distanței scurte de referin ță (100 m ) și tim pului redus în care a fost parcurs ă
aceas tă distanță.
Cu cât distan țele măsurate vor fi m ai mari, cu atât și precizia m ăsurărilor se va îm bunătăți. De
exem plu, la o distan ță măsurată de 1000 m diferen ța între cele dou ă metode a fost de num ai 4 m
(0,04%).

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 6. CONCLUZII FI NALE

6.1. Concluz ii generale

1. Semănatul e ste prim a verigă din lanțul tehnologic al produc ției agr icole, prin care se mințele
sunt introdu se în sol, la o anum ită adâncim e, într-o anum ită cantitate și sub o anum ită formă de
distribuire, în vederea înfiin țării unei noi culturi. Term enul de sămânță este atr ibuit a tât sem ințelor
propriu -zise, care la m aturitate se se pară de fructul în care s -au form at (mazăre, fasole, varz ă etc.),
cât și unor f ructe care î și păstrează sem ințele în interiorul lor și după maturitate ( cerea le, floarea
soarelu i, cân epă etc.)
2. In afară de pregătirea semin țelor și a terenului pentru sem ănat, o aten ție deosebit ă trebu ie
acordată mașinilor de sem ănat, tr actoa relor și altor echipam ente tehnologice care concur ă la
înființarea culturilo r agricole. Aces tea trebu ie să asigure indicii c alitativi im puși lucrării de sem ănat,
dar să realizeze aceast ă lucrare și în condi ții eco nomice optim e.
3. Princip alele plante care se seam ănă și se cultiv ă în Rom ânia și prezen tate în aceas tă lucrare
sunt: grâul, porum bul, orzul, orezu l, floarea soarelui, soia, rapi ța și sfecla de zah ăr. Totuși date le
statistice arat ă că în Rom ânia suprafe țele cultiv ate sunt în continu ă scădere, iar produc țiile m edii la
hectar s tagnează sau scad, în contradic ție cu s ituația euro peană și mondială din acest punct de
vedere.
4. Princip alele cerințe impuse lucr ării de sem ănat se referă la: execu tarea în epoca optim ă;
respectarea norm ei de sem ănat la hectar; resp ectarea d istanței dintre rânduri și a re ctilin ității
rândurilor; sem ințele să se rep artizeze la adâncim ea necesar ă, uniform în lan și să se acopere bine
cu un strat de p ământ mărunțit; să nu se fac ă greșuri.
5. Mașinile de sem ănat universale includ în com ponență cutii d e sem ințe, aparate de distribu ție,
tuburi de conducere a sem ințelor, brăzdare, transm isii pentru antren area aparatelor de distribu ție,
mecanism e pentru ac ționarea b răzdarelo r și marcatoare pentru orientarea agregatului de semănat în
timpul lucrului. Aceste subansam bluri sunt m ontate pe un cadru sus ținut de dou ă roți, de la care se
face și antrenarea ap aratelor de d istribuție.
6. Rom ânia are o experien ță și o tradiție bine consolidat ă în dom eniul proiect ării și fabricării de
mașini de sem ănat, cele m ai bune rezultate ob ținându-se de c ătre Mecanica CEAHLAU – Piatra
Neamț (SUP 29M, SPC 6FS, SK 4, SPSF 8), SC MA T Craiova S.A. (SUDV31 – OD, SC 31 DN,
Multig rain 5000, SF 6), S.C. ROMET S.R.L. – Buz ău (SCPA – 29) sau I.N.M.A. – Bucure ști (SD
3,6, S8, -CP). De regul ă, dim ensiunile acestor m așini de sem ănat s-au corelat cu caracteris ticile
funcționale ale tractoarelor fabricate în Rom ânia.
7. Pe plan inte rnațional se rem arcă mașinile de sem ănat ale alto r firm e prestigioase, precum :
BSV6 – fa bricată de firm a NODET GOUGI S (Franța), AZOS – FOTSCHRITT (Germ ania),
SULKY CC TRAMLINES – SULKY (Germ ania), AMICA UBAL DI (Italia), SP – GASP ARDO
(Italia), AGRICOLA ITALIANA (Ita lia) etc. Perform anțele constructiv-func ționale ale a cestor
mașini sunt sim ilare cu cele ale firm elor am ericane, da r monitoriz area la bordul tra ctorului a
indic ilor f uncționali este în curs de implem entare.
8. Princip alele tendințe pe plan m ondia l în dom eniul mașinilor de semănat se refer ă la creșterea
capacității de lucru (A CCORD DT 8 – Germ ania, MONOSEM – Fran ța), utilizarea s istem elor
pneum atice cu suprapresiune la echipam entele pentru prășitoare (IN O – Becker – Germ ania),
semănatul direc t în m iriște (Rapid A800S – Suedia) sau ech iparea cu elem ente de ghidare și
monitorizare prin GPS (John Deere – S.U. A.). I n cazul acestor ech ipamente se ob țin perform anțe
deosebite, u tilizarea lo r justificându -se la sem ănatul unor suprafe țe foarte m ari, unde econom iile de
combustibil și surp lusul de reco ltă anulează costurile m ai mari de producere a lor.
9. Pornind de la im portanța deosebit ă acordată lucrării d e semănat, a fost necesar ă
norm alizarea unor indici refer itori la diferitele restric ții im puse acesteia, proveni ți atât d in
necesitatea asigur ării condițiilor optime de germ inare și răsărire, d ar și cele care vor trebui s ă
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 perm ită executarea în cele m ai bune condi ții a lucr ărilor ulterioare din tehnologia culturii
considerate.
10. Cei m ai importan ți ind ici calita tivi de lucru im puși mașinilor de sem ănat se refer ă la :
respectarea norm ei de sămânță distribuit ă pe unitatea de suprafa ță (hectar); gradul de neuniform itate
al distribu ției sem ințelor pe lățimea de lucru a m așinii; neunif ormitatea adâncim ii de încorpora re a
semințelor în sol; gradul de v ătămare al semințelor în procesul de sem ănare; lipsa gre șurilor;
rectilinitatea rândurilor sem ănate; uniform itatea întrerândur ilor de încheiere etc.
11. Controlul in dicilor ca litativ i ai echipam entelor de sem ănat se execu tă de către personalul
tehnic în perioada lucrului cu m așinile de semănat și după ce răsar p lantele. Deo arece calita tea
semănatului are o d eosebită influență asupra calit ății și cantității recolt ei, este necesar ca lucrarea să
fie executat ă la tim p pentru a se putea lua m ăsurile necesare de în lăturare pe parcurs a even tualelo r
lipsur i.
12. În prezent m ajoritatea firm elor constructoare d e mașini ag ricole au, cel puțin ca dotare
opțională pentru m așinile de s emănat, un m onitor de bord pe ca re se poate vi zualiza sup rafața
lucra tă (totală sau parțială), viteza de lucru, n ivelul de um plere al cu tiei d e sem ințe, precum și buna
funcționare a sec țiilor de semănat. Prim ele apa rate com erciale destinate monitorizării la bord a
param etrilor mașinilor d e semănat au fost realizate cu circa 20 de ani în ur mă. La început s-au
utiliza t doar instalații de m onitorizare cu traductoare, dup ă care au apărut sistem ele care foloses c
GPS-ul ca baz ă pentru furnizarea unor indicatori tehni co-economici ai p rocesulu i de semănat.
13. Dintre firmele care și-au echipat m așinile de sem ănat cu instala ții de m onitorizare a
indicilor func ționali cu traductoare se rem arcă: Mater-Macc – Ita lia, Rau Sicam – Franța, Riboulean
– Franța, Ino Brezice – Slovenia, John Deer – SUA etc. În afara furniz ării în timp real a stării de
funcționare a m așinii de sem ănat și a tractorului, unele insta lații posedă carduri d e memorie care p ot
înmagazina un num ăr mare de date, inclu siv program e capabile s ă ofere opera torului inf ormații
referitoare la caracteris ticile care tre buie realizate în activitatea ulterio ară.
14. Transform area parțială a unor aplica ții ale GPS din dom eniul m ilitar către activitățile
civile și-a găsit rap id loc și în ag ricultura de p recizie. Form ele avansate ale GPS, respectiv DGPS
(Differentia l Global Po sition Syste m) perm it măsurători care au ab ateri de ordinul a câ țiva
centim etrii de la pozi ția măsurată la sol. Cam pioană a aces tor aplica ții este com pania am ericană
John Deer, care este co proprietara unui sateli t aflat pe o orbit ă mai înaltă decât a celor 24 sateli ți
GPS, pe care îl u tilize ază pe vrem e nefavorabil ă.
15. Cele m ai largi aplicații în instala țiile de m onitorizare și control a indicilor func ționali ai
mașinilor de semănat le au senzorii piezoelectrici, traductoar ele cu elem ente fotoelec trice (fotodiod a
și fototranzistorul), traduc toarele capacitive de deplasar e, traductoarele de induc ție pentru
măsurarea vitezelor d e deplasare, traductoarele d e turație cu elem ente fotoelectrice etc.
16. Dintre variantele constructive de echipam ente pentru m onitorizarea i ndicilo r calita tivi de
lucru ai m așinilor de semănat, în lu crare sun t prezentate sis temele : Mu lti-function Drill Contro l și
MCK 40 CB MONITOR MC Electronics (I talia). În prin cipiu, acestea afi șează viteza de dep lasare
(plus alarma pentru viteza m inimă), suprafa ța totală lucrată, numărul de rânduri curente și
paralelism ul acestora pentru o secven ță selectată, turațiile ventilatorului și arborelui de distribu ție
(plus alarm a pentru valorile m axime și minime), nivelul m inim în bunc ărul de sem ințe etc. Noua
generație de tehnologie CAN-BUS MCK 40 este capabil ă să afișeze s imultan comportarea a 4 0 de
secții de semănat în rânduri.
17. Condiția esențială pentru utilizarea corespunz ătoare a ins talațiilor de monitoriz are a
indic ilor ca litativi de lucr u ai m așinilor de sem ănat este aceea ca sistem ul de m onitorizare și mașina
agrico lă să se proiecteze sim ultan, stabilindu- se locurile în care senzorii și tradu ctoarele să preia în
cele m ai bune condi ții sem nalele n ecesare și să se af le în siguranță deplină pe timpul efectu ării
lucrării de sem ănat. Modific ările sa u atașările ulterioare pot crea disfunc țiuni ale echipam entului de
semănat sau ale celui de monitorizare.

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 6.2. Concluz ii privind cercet ările teoretice și exp erim entale

1. Pentru ca indica torii funcționali ai m așinilor de semănat să fie mon itorizați cu precizia
necesară trebuie ca echipam entele de urm ărire să se proiecteze și execu te într -o strâ nsă corelație cu
proiectarea și cons truirea subansam blurilor acesto r m așini. Este vorba, în principal, de
subansam blurile care au leg ătură directă cu traseul sem ințelor (cutia de sem ințe, aparatele de
distribuție de diferite tipuri, tuburile de conducere, br ăzdarele, roțile de tasare, mecanism ele
transm isiei e tc.).
2. Calculele referitoare la cutia de sem ințe a m așinii de sem ănat trebuie s ă stabilească
volum ul optim al acesto ra, spațiul parcurs d e mașina de sem ănat între dou ă alim entări consecutive,
dimensiunea orif iciulu i de curgere a sem ințelor etc. Aceste elem ente și relațiile lo r de calcul su nt
legate de norm a de sămânță la hectar, distan ța între boabe pe rând, suprafa ța însămânțată,
capacitatea de lucru a ma șinii etc., elem ente m onitorizabile la cele m ai multe m așini de sem ănat.
3. La aparatele de distribu ție cu cilindri canela ți, specifice u nui m are număr de m așini de
semănat în rânduri este util ă și chiar necesar ă uneori cunoa șterea vo lumului de sem ințe evacu at de
acestea la o rotație, grosim ea stratului activ de sem ințe, volum ul de sem ințe distr ibuit p rin str atul
activ, secțiunea transv ersală a canelurilo r etc. Aces te elem ente furnizeaz ă sistem ului de
monitoriz are date despre debitul masic al aparatu lui de distribu ție, im plicat în contr olul norm ei de
sămânță la hectar.
4. Aparatele de distribu ție cu cilindri cu pinteni au construc ția și funcționarea aprop iate de
cele cu cilin dri canela ți, deci și elementele de calcu l vor f i similare, re lațiile prec izate în luc rare
servind direct la m onito rizarea unor indici func ționali ai procesului de lucru executat de m așinile de
semănat.
5. La aparatele de dis tribuție cen trifugale f orma palete lor rotorulu i, cu rbura și modul de
dispunere a acesto ra pe rotor trebuie astfel alese încât im pactul sem ințelor cu paletele, precum și cu
peretele cam erei de d istribuție să nu produc ă vătămarea lor. De asem enea, trebuie stabilit ă valoarea
minimă a vitezei unghiulare a conului de distribu ție pentru care încep e mișcarea boabelor pe con în
sus, pentru a asigura debitul nece sar satisfacerii normei la hec tar.
6. În cazul aparatelo r de distribuție cu dozare m ecanică și distribuție pneum atică calcu lele
trebu ie să vizeze atât d ebitul de sem ințe evacu at de cilind rul can elat, cât și corelarea acestu ia cu
debitu l de a er cap abil să-l transpo rte la de stinație. La aces t tip de ap arat de dis tribuție trebu ie
dimensionat cu aten ție și diam etrul conductei prin cipale de transport și distribu ție a semin țelor,
astfel în cât d eplasarea s emințelor să se facă în cele m ai bune condi ții.
7. La m așinile d e semănat de precizie (în cu iburi) se u tilizează aparate de distribu ție
pneum atică cu discuri cu orificii, la care es te necesară stabilirea valorii depresiunii asupra unei
semințe aflată în dreptul unui o rificiu al discului, astfel încât aceasta s ă se mențină pe disc și să fie
transpo rtată în siguran ță către brăzdarul care o încorporeaz ă în sol. De as emenea, este deosebit d e
importantă stabilirea nu mărului de o rificii a le discului pentru a respecta num ărul de sem ințe care se
distribuie pe un hectar.
8. Cunoașterea stab ilității în lucru a brăzdarelor, rezis tenței la trac țiune a m așinilor d e
semănat, sarcinii m inime pe roata de tasare și chiar a construc ției m ecanism ului trans misiei prezint ă
importanță pentru asigurarea unei lucr ări de calitate, dar și pentru alegerea celor m ai bune solu ții
constructive pentru echipam entele de m onitorizare a indicilor func ționali ai procesului de lucru
executat de m așinile de sem ănat.
9. La sistemul de m onitorizare propus și realizat de autorul luc rării, cu senz ori tip
fototranz istor-LED cu em isie în inf raroșu, monta ți pe fiecare s ecție a m așinii de sem ănat,
măsurările nu sunt influen țate de lum ina solară. Impulsurile sunt prelucrate (digitalizate) și apoi
transm ise pr in in termediul unei in terfețe portului USB al unui laptop sau PC. De aici, printr-un
program conceput și realizat în C++ (denum it Monit ) se efectu ează calcu lele necesare.
10. Pe display se vor afi șa: căderea fiec ărei se mințe în dreptul f iecărei secții, numărul de
semințe introduse în sol și sem nalarea unor gre șuri sau sem ințe multiple , numărul to tal de s emințe
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 semănate și suprafața lucrată în timp real. S-a contorizat și numărul tota l de se mințe, deoarece,
ținând cont de m asa a 1000 de boa be, la fiecare hectar lucrat s ă se poată calcu la norm a la hectar și
verifica res pectarea acesteia. Pentru ca datele s ă poată fi prelucr ate pr in in trarea USB a
calcu latorului și ținând cont c ă se dorește prelucrarea a 8 canale pe o singur ă cale de date, s-a
conceput program ul Monit , care folose ște și sof tul in terfeței joystick realiz at de Microsoft
Corporation, Direct X Softwa re Developm ent Kit (DXSDK).
11. Deoarece este necesar s ă fie tran smise m ai multe inf ormații pe ac elași canal și cum acest
lucru nu se poate f ace simultan, s- a recurs la o partajare în timp a canalu lui (m ultiple xare). O par te a
program ului instalat perm ite citirea de la por tul USB al laptopulu i a sem nalului m ultiplexat și
realizează demultiplexarea aces tuia.
12. S-a declarat un vector „sem inte”, în care s-a m emorat numărul de sem ințe trecute prin
fiecare sec ție și s-a f olosit o variabil ă „sem inteTot”, care reprezint ă numărul total de s emințe trecu te
prin cele 8 sec ții. Prin „buttonz” se monitorizeaz ă starea sec țiilor la un mom ent dat, acea sta putând
lua valoarea 0 sau 1. S-a calcu lat suprafa ța lucrată „supL ucru”, definit ă ca fiind un num ăr real
calcu lat cu o rela ție în care s e regăsesc: num ărul de sem ințe semănate de fiecare sec ție, distanța
dintre sem ințe pe rând și lățimea de lucru a m așinii. Toate calcu lele s e efectueaz ă ținând cont de
vitez a și de lățimea de lucru a m așinii de semănat. Se mnalul provenit de la fototranzistor este
prelucrat printr-o schem ă clasică cu circuitul 555 fo losit ca m onostabil.
13. O altă schemă de instala ție de m onitorizare a principalilor indici func ționali ai m așinilor
de semănat a inclus un localizator d otat cu un recepto r GPS și unul GPRS. GPS-ul recep ționează
semnalele de la sateli ți printr-o ante nă care se fixeaz ă magnetic pe cab ina trac torului. Prin GPRS se
face schim bul de informa ții în sistem duplex, între GPS și operatorul care supravegheaz ă lucrarea
agrico lă prin interm ediul unui program denum it GooLocate.
14. Programul GooLocate perm ite af ișarea coordonatelor în tim p real pe o hart ă tip Google
Maps . Para metrii m onitorizați prin GPRS sunt: tim pul, latitudinea, longitudinea, al titudinea, viteza
și distanța parcursă. Inform ațiile sun t stoca te într-o bază de date, de unde, prin interm ediul unui sof t
DorianSoft realizat în Visual C, se pot urm ări în tim p real: distan ța parcurs ă, suprafața lucrată,
vitez a medie și productivitatea m așinii de semănat. Lățimea de lucru este o dat ă de intrare și se
introduce de c ătre opera tor, ținând co nt de caracteristicile tehn ice ale m așinii de s emănat.
15.Prin program ul DorianSoft realizat in Visual C s-a d efinit ca num ăr real d istanța „di st”
parcursă de m așina de sem ănat în perioada de e șantion are setată în pr ealabil pe loc alizatorul GPS.
Perioada de e șantiona re este pre stabilită prin tr-un m esaj SMS trimis c ătre numărul atrib uit
localizatorului și este de m inimum 1 sec. A doua variabil ă este tim pul „timp”, definit ă ca un num ăr
întreg.
16. Prin apăsarea butonului „Preia date” se citesc infor mațiile din baza de date tim p .mdb,
creată de program ul GooLocate . După prelucrarea datelo r se introdu ce ca variabil ă, într-o case tă
text, lățimea de lucru. Program ul perm ite calcularea și afișarea pe ecran a distan ței parcurse, vitezei
de lucru, suprafe ței lucrate, și a prod uctiv ității muncii realiza tă cu m așina de sem ănat.
17. În lucrare s -a realizat un sistem de m onitorizare cu senzori piezoelectrici, ale c ăror
semnale electrice sunt p relucrate de calcu lator. Pentru a s e urmări frecven ța de cădere a sem ințelor
și alura semnalului s-a realizat un montaj experim ental care con ține un traductor piezoelectric
prote jat într -o incin tă închisă și înclinat la un unghi de 600 față de orizontală. Lov ind traduc torul în
căderea sa spre fundul rigolei, s ămânța va genera un tren de im pulsuri, diferit de un se mnal
sinusoidal sau dreptunghiular.
18. Pentru vizualizarea formei sem nalului s-a folosit o plac ă de sunet dintr-un PC obi șnuit,
transform ată în osc ilosco p, utilizând un sof t specializat. Avantajul m etodei const ă în faptul c ă se po t
face înreg istrări, baleieri în frecvență și folosirea de f iltre de f recvență.
19. Form a semnalului difer ă în funcție de caracteris ticile bobului (m asă, duritate, form ă)
care love ște cris talul piezoele ctric. În lucr are s e prez intă formele semnalulu i obținute în cazul
căderii sem ințelor de porum b, fasole, soia și floarea soarelu i. S-a observat c ă peste semnalul captat
de senzoru l piezoelectric se adaug ă o mulțime de zgom ote provenite de la vibra țiile c adrului m așinii
de semănat, secțiile de lu cru ale aces teia, precum și alte zgom ote parazite.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 20. Pentru a se vedea unde se ob ține s emnalul m axim s-a reali zat un baleiaj în frecven ța
între 0…20 000 Hz. Pentru toate sem ințele folosite sem nalul m axim s-a situat între 1600…1800 Hz.
Pe grafic s-au m anifestat și două arm onici superioare. Folosi nd un filtru trece banda se ob ține un
singur semnal aproxim ativ triunghiular, care poate fi utilizat mai departe în sistem ul de
monitoriz are.
21. Pentru vizualizarea la bordul tractorului a bunei func ționări a secțiilor de sem ănat se
poate folosi sem nalul provenit de la traductorul piezoelectric p entru a declan șa un circuit
monostabil 555. Tensiunea generat ă de cris talul piezoe lectric este intro dusă în circ uitul de tip βE
555, iar la ie șire LED-urile m ontate la bordul tractor ului (câte unul pentru fiecare sec ție) vor oferi
informații în tim p real despre func ționarea s ecțiilor m așinii d e semănat.
22. Obiectivu l princ ipal a l cerce tărilor experim entale d in această lucr are îl repre zintă
verificarea practic ă a s oluțiilor teh nice de m onitor izare la bord a param etrilor p rocesulu i de
mecanizare a lucr ărilor a gricole de se mănat și a software-urilor concepu te în acest scop.
23. Pentru rezolvarea în totalitate a obiectivu lui principal al cercet ărilor experim entale a fost
necesară parcurgerea s ecvențială și rezo lvare a mai multor obiec tive subsidia re, referitoare la
alegerea ob iectu lui cercetărilor experim entale, stab ilirea unei metodici riguroase de cercetare
experim entală pentru verificarea ech ipam entelor tehnice și a software-urilor conc epute și realizate,
desfășurarea cercet ărilor în labora tor și exploatare și com pararea rezultatelor cercet ărilor teore tice
cu cele ob ținute în urm a investiga țiilor experim entale, în vederea corect ării program elor de
calcu lator dezvoltate.
24. Obiectul cercet ărilor ex perim entale a fost sistem ul tehnic f ormat din trac torul New
Holland TL 100A și mașina de sem ănat SUP 29, aflate în proprietatea ICDP Bra șov (Măgurele).
Atât tra ctorul, cât și mașina de sem ănat sunt recunoscute pentru perform anțele lor tehn ico-
econom ice și fiabilistice, fiind larg u tilizate la luc rările agricole de sem ănat.
25. Metodica general ă de cercetare experim entală a avut în vedere locul de desf ășurare a
cercetărilor, obiectu l acestor cercet ări, ech ipam entele și aparatele folos ite și indicatorii f uncționali și
econom ici urmăriți. De asem enea, s-a cons iderat că pentru îndeplinirea m etodicii generale este
necesar s ă se realizeze urm ătoarele activit ăți: acțiuni pr eliminare, c ercetări exp erimentale în
laborator și cercetări experim entale în exploatare.
26. Acțiunile p reliminare cercet ărilor experim entale au av ut ca scop organizarea în
amănunțime a fiecărei activități de cercetare, în cepând cu analiza legis lației rom ânești și europene
referitoare la restric țiile desfășurării acesto ra, alegerea și procurarea celo r mai potrivite echip amente
și aparate, s tabilirea și verificarea ob iectu lui sup us cercetărilor experim entale, desem narea locațiilor
în care cercet ările respective sun t reprezen tative, desem narea personalului de spec ialitate, stabilirea
schem elor de măsurare e tc.
27. Docum entele de referin ță și conexe care trebuie cunoscute și respe ctate de către cei car e
cercetează experim ental m așinile d e semănat au fost alese cu m ult discern ământ, între acestea
găsindu-se atât Direct ive europene, cât și standarde rom ânești ref eritoare la metodele de
determ inare a indicilor de exploatare și param etrilor cons tructivi a i mașinilor agricole, procedurile
de încercare pentru dete rminarea acestor indici și par ametri, criter iile g enerale de f uncționare a
laboratoarelor de încerc ări și chiar Legea pro tecției m uncii 90/96, cu norm ele ei m etodologice de
aplicare.
28. Cercetările experim entale de tip lab orator s -au desfășurat în laborato rul specializat NS
11 de la Fa culta tea de Alim entație și Turism din cadrul Un ivers ității Transilv ania d in Brașov, în
perioada septem brie 2009- iunie 2010. Aces tea s-au referit la verificarea func țională și
perform anțele ech ipam entelo r de m onitorizare a indicilo r funcționali ai m așinilor d e semănat care
folosesc trad uctoare cu fototranzis toare și traductoare p iezoelectrice.
29. Cercetările experim entale în exploatare s-au desfășurat la ICDP – Bra șov (Măgurele), în
data de 2 iunie 2010, dup ă o m etodică în care au fost respectate riguro s toate etap ele, începând cu
pregătirea sistem ului teh nic trac tor-mașină de semănat, m ontarea corect ă a recepto rului GPS în
cabină și a antenei pe ca pota tr actorului, stabilir ea legăturii te lefonice per manente cu operato rul P C,
alegerea terenului p entru deplas area agreg atului, măsurarea spa țiului de deplasare (100 m ) și
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 jalona rea a cestuia, ins truirea p ersona lului și desfășurarea propriu-zis ă a cercetărilor.
30. Insta lația de m onitorizare cu senzo ri piezoelectric i a u tilizat trei traducto are cu senz ori
piezoelectrici, notate cu A, B și C, de dim ensiuni diferite, se nzorul A fiind cel m ai mare, iar
senzorul C- cel m ai mic. Pentru încerc ări s-a folosit un br ăzdar de sem ănătoare tip a ncoră, pe talpa
căruia a fost m ontat senzorul piezoelectric.
31. Pentru vizualizarea și înregis trarea sem nalelor electrice pro duse de c ăderea semințelor
pe senzor s-a folosit o plac ă externă de osciloscop pentru P C (placă de sunet), tip kit de asam blare
aparținând firm ei Epsico Manufacturing și com ercializată în Rom ânia de către firma S.C. Eps icom
SRL Craiova. Alim entarea circu itului se face d e la o su rsă de 9…12V stabilizat ă apoi la 5V cu
circuitul integrat LM 7805.

6.3. Contribu ții perso nale

1. Evidențierea utilit ății și oportunit ății tem ei de doctorat, pr ecizându-se obiectivul principal
al lucrării ca fiind monitorizarea la bordul tra ctoarelor a procesului d e mecan izare a lucrărilor
agricole de sem ănat, precum și obiectiv ele sub sidiare, p e baza cărora să se asigu re îndep linirea în
totalitate a obiectivului propus.
2. Realizarea unui studiu privi nd stadiul actual al cuno ștințelor despre rolul și importanța
lucrării de sem ănat în tehnologia general ă de cu ltivare a pla ntelor, cu ev idențierea particula rităților
acestei lu crări în s ituațiile concre te de înființare a unor culturi precizate.
3. Efectuarea unei sin teze asupra realiz ărilor naționale și mondiale, precum și asupra
tendințelor în dom eniul cons trucției d e ech ipam ente tehnice pen tru semănat, cu spec ificarea
carac teristicilor p rincipalelor ansam bluri f uncționale și chiar ale uno r piese care po t con tribui la
perfecționarea general ă a mașinilor de sem ănat.
4. Cercetarea com parativă a sistem elor de m onitorizare a diferi ților param etri ai procesului de
mecanizare a lucr ării de semănat și evidențierea avantajelor folosirii acestora în diferite condi ții de
lucru.
5. Cercetarea teoretic ă a posibilit ății de u tiliza re a tehnic ii și tehnologiei GPS pentru
monitorizarea caracteristi cilor tehnico-econom ice al e procesului de sem ănat, în vederea urm ăririi
acesto ra în timpul lucrului.
6. Conceperea unui software com plex de urm ărire a procesului de sem ănat prin utiliza rea GPS
și adap tarea sa la m onitoriza rea pa rametrilor luc rării de sem ănat.
7. Realizarea echipam entului necesar v alorificării software-lui conceput și adaptarea acestuia la
cerințele specifice ex istente la bo rdul trac toarelor.
8. Efectuarea unei cercet ări teo retice și prac tice asupra posib ilităților de utilizare a senzorilor
piezoelectrici în v ederea monitoriz ării stării de func ționare a echipam entelor de înco rporat s emințe
în sol.
9. Efectuarea unei cercet ări teo retice și prac tice asupra posib ilităților de utilizare a senzorilor
fotoelectrici în vederea monitoriz ării stării de func ționare a echipam entelor de încorporat s emințe în
sol.
10. Efectuarea cercet ărilor exper imentale în lab orator și în explo atare pen tru stabilir ea
concordan ței dintre software-ul con ceput și situația reală a folosirii ech ipam entului de m onitorizare
a param etrilor procesu lui de m ecanizare a lucr ărilor de sem ănat.
11. Evidențierea spectru lui de frecven țe generate la contact ul diferitelor s emințe cu senzorul
piezoelectric, respectiv a varia ției în tim p a tensiunii înre gistrată de un osciloscop digital în
mom entul respectiv, în vederea folosirii acestora la traducto arele m ontate pe m așinile de sem ănat.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
6.4. Direc ții viitoa re de cercetare

• Continuarea cercet ărilor în vederea extinderii program ului de m onitorizare prin GPS și la
alte lucrări agricole (lucrările so lului, întreținerea cultu rilor, recolta t etc.), inclusiv pentru f urniza rea
în tim p real a indic ilor funcționali caracteristici ai acestora.
• Diversif icarea constru ctivă a traductoarelo r piezoelectrice și echipam entelor de
monitoriz are aferente, p entru a f i utiliza te la o gam ă cât m ai largă de sem ințe în procesul
încorporării acesto ra în s ol.
• Cercetarea posibilit ăților de utilizar e și a altor tim puri de traductoa re (ex. traduc toare în
infraroșu) pentru urm ărirea s tării de funcționare a unor subansam bluri ale m așinilor agrico le, la care
traductoarele obi șnuite n u furnizeaz ă date suficient de precise.
• Evidențierea spectrulu i de frecven țe genera te la contac tul d iferitelor semințe cu senzorul
piezoelectric, respectiv a varia ției în tim p a tensiunii înre gistrată de un osciloscop digital în
mom entul respectiv, în vederea folosirii acestora la traducto arele m ontate pe m așinile de sem ănat.

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 BIBLIOGRAFIE

1. (1)Adam , K., Erbach, D.: Secondary tillage tool e ffect on soil aggregation , Transactions of
ASAE, 35(6), 1992;
2. (4)Brătucu, Gh.: Tehnologie agricol ă, Editura U nivers ității Transilvania Brasov, 1999;
3. (7)Brătucu, Gh., C ăpățînă, I..: Curent aspects on the Ergonomic Design of Romanian
Agricultural Equipments, în revista INMATEH I/2008, nr. 24, vol II, Bucure ști, p. 46-50, ISSN
1583-1019.
4. (8)Brătucu, Gh.: Untersuchung des Verhaltens von Schlepperkupplungen bei dynamisher
Belastung, Grundagen der Landtechnik, Bd.27/ 1977, nr.2, p. 49-56, Germ ania, 1997;
5. (11)Căproiu, St., s.a.: Masini agricole de lucrat solul, sem ănat si între ținere a c ulturilor,
Editura Did actică si Pedagogic ă, Bucuresti, 1982; Ceausescu, I.: Legumicultur ă generală si
specia lă, Editura Didactic ă si Pedagogic ă, Bucuresti, 1984;
6. (14)Cojocaru, I., Marin, E., Manea, D.: Ecological technology of soil working i n
conservative system and subsoilage by the perfor mance of a technical equi pment for the big power
tractor s, Pro oceedings of the union o d scien tists, , H ouse af Anghel Kunchev University of Rousse,
pg. 384-389, 2006;
7. (15)Jităreanu, G., ș.a.: Tehnologii si masini pentru mecanizarea lucr ărilor solulu i în v ederea
practicării conceptulu i de agricu ltură durabilă, Editura Ion Ionescu de la Brad , Iasi, 2007;
8. (18)Gangu, V., Pirna, I., Cojocaru, I., s.a.: Noi tipuri de echipamente tehnice realizate de
INMA Bucuresti in cadrul program elor nationale de CDI in partene riat cu S.C. Mecanica Ceahlau
S.A. Piatra Neamt , Tehnici m oderne în m anagem entul, concep ția si rea lizarea masinilor si
echipam entelor, pag. 126-445, Editu ra BREN, Bucuresti, 2006;
9. (20)Ghim băsan, R.: Bazele agrobiologice ale mecaniz ării agriculturii , Univ ersitatea
Transilvania Brasov, 1992;
10. (22)Koolen, A.J.: Agricultural soil mechanics , Springer Verlag, Berlin, 1983;
11. (23)Manea, D., Cojocaru, I., Marin, E.: Determinarea în condi ții de laborator a indicilor
calitativi de lucru ai echipamentului tehnic mec ano – pneumatic pentru sem ănat cereale p ăioase ,
Lucrările simpozionului “Energii alternative, tehnologii d e mecanizare si echip amente tehnice
eficiente pentru agricultur ă si indu stria a limentară”, INMATEH I, ianuarie 2008, pag. 32…40,
Bucuresti, 2008;
12. (26)Mitroi, A.: Mecanizarea agriculturii , Manual univers itar, USAMV, DID, Bucuresti,
2003;
28. (30)Mocanu, V., Her menean I.: Tehnologie ecologic ă și eco nomică de mecanizare pentru
îmbunătățirea prin reîns ămânțare a paji știlor degradate situate în diferite condi ții staționale,
Broșură, 20 pagini editat ă de ICDP Bra șov în Octom brie 2006.
29. (31)Mocanu V., Her menean I. : New Mechanization Alternatives with Low Input s for
Reseeding Degraded Grassland , Research Journal of Agricultural Science, Vol. 41(2), pag. 463-
467, Tim ișoara , 2009, ISSN 2066-1843.
30. (33)Musu roi, G., Paraschiv, G.,: Verificarea experimentala a uniformit ății adâncimii de
lucru in cazul agregatelor de arat, echipat e cu sistem hidraulic de reglare a pozi ției mașinii
agricole fa ță de sol , Revista Construc ția de Mașini, nr.4, pag. 29-32, 2003 (ISSN 0573-7419).
31. (35)Naghiu, Al., s.a.: Mașini si ins talații agricole , vol. I, E ditura Risoprint, Cluj-Napoca,
2004;
32. (37)Năstăsoiu, S., s.a.: Tractoare , Editura Didactic ă si Pedagogic ă, Bucuresti, 1983;
33. (39)Oancea, I.: Tratat de tehnologii agricole , Editura Tehnic ă, Bucuresti, 1998;
34. (42)Paraschiv, G .,ș.a. : Sisteme de ac ționare a ma șinilor și instalațiilor, Editura
PRINTECH, ISBN 978-606-521-185-8 Bucure ști, 188 pg., 2008 .
35. (43)Paraschiv ,G., ș.a.: Mașini d e lucrat solu l, semănat și întreținerea cultur ilor, Editura
Printech, IS BN 973-718-374-6, Bucure ști, 130 pg., 2005.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66 36. (47)Pásztor, J., Br ătucu Gh.: Researches about the Kinetics and the Dynamics of the
Machines for Preparing the Seedbeds in Greenhouses , Inte rnational Co nference on New Research
in Food and Tourism , Bioatlas, Brasov, Rom ania, 2008;
37. (48)Păunescu D ., Vlăduț V. : Cercetǎri privind determinarea și monito rizarea
parametrilor proceselor de mecanizare a lucr ǎrilor agricole , „35 DE ANI DE ÎNV ĂȚĂMÂNT
SUPERIOR HUNEDOREAN” SESIUNE DE COMUNIC ĂRI ȘTIINȚIFICE STUDEN ȚEȘTI”,
Hunedoara – Rom ânia, 2004.
38. (49)Păunescu D. , Brătucu Gh. : Aspects R egarding the GPS Us ing for Functional Indices
Monitor ing of the Seed ers Machin es, BIOATLAS 2010 Conference 28-30 May 2010, ISSN: 1844-
8577, pag.176 ÷179, Brașov – Rom ânia.
39. (50)Păunescu D ., Brătucu Gh. : Complex System for the Tractor Board Monitoring of the
Functional Parameters of the Seeders Machines, BIOATLAS 2010 Conference 28-30 May 2010,
ISSN: 1844-8577, pag.89 ÷92, Brașov – Rom ânia.
40. (51)Păunescu, D. ,:Stadiul actual și tendințe în realiz area ech ipamentelor pentru
mecanizarea lucrării de sem ănat, Referat în cadrul program ului de preg ătire la doc torat, susținut la
Universitatea Transilvan ia din Bra șov, 2002.
41. (52)Păunescu, D .,: Cercetări privind determinarea și monitorizarea parametrilor
proceselor de mecanizare a lucr ărilor de sem ănat, Referat în cadrul program ului de preg ătire la
doctorat, sus ținut la Univ ersitatea Tra nsilvan ia din Bra șov, 2003.
42. (53)Păunescu, D. ,:Metodica și aparatura pentru monitorizare a parametrilor proceselor de
mecanizare a lucr ării de sem ănat, Referat în cadrul programului de preg ătire la doc torat, susținut la
Universitatea Transilvan ia din Bra șov, 2004.
43. (54)Păunescu, D.: Research Regar ding Automated Superv ision of the Work Proc ess of
Precision Seed Drills , INMATEH, Vol. 28, No.2 /2009, p. 14-17, ISSN 1583-1019.
44. (55)Păunescu D. , ș.a.: Cercetări privind generarea formei și dimensionarea structurilor
de rezisten țǎ ale mașinilor de lucrat solul, Sesiunea Jubiliar ă de Com unicări Științifice – Realiz ări și
perspective în ingineria sistem elor biotehnice, ISBTeh 2002, sec ț. 1, pag. 150 ÷153, 2002, ISBN
973-685-410-8, Bucure ști-Rom ânia;
45. (56)Păunescu, I., David, L.: Bazele cercet ării experimentale a sistemelor biotehnice ,
Editura P rintech, Bucuresti, 1999;
46. (57)Popescu, S., Csatlos, C., Rus, Fl., Ghinea, T.: Automatizarea masinilor si in stalațiilor
agricole , Îndrum ar de lucr ări practice, Reprograf ia Universit ății din Brasov, 1985;
47. (61)Rus, FL., Csatlos, C., Țane, N.: Masini agricole pentru lucr ările solului, sem ănat si
întreținerea cultur ilor, Îndrum ar de lucr ări practice, Reprografia Universit ății din Brasov, 1990;
48. (63)Rus, Fl.: Masini pentru lucr ările so lului, sem ănat si în treținerea cultu rilor,
Universitatea din Brasov, 1987.
49. (65)Scripnic, V., s.a.: Mașini agr icole , Editur a Agrosilv ică, București, 1968;
50. (67)Székely, I., s.a.: Sisteme pentru achizi ții si preluc rarea dat elor, Editura Med iamira,
Cluj- Napoca,1997;
51. (69)Tom a, D., Sin, Gh.: Calitatea lucr ărilor agricole ex ecutate mecaniz at pen tru cu lturile
de câmp , Editura Ceres, Bucuresti, 1987;
52. (73)xxx Anuarul Statistic al Rom âniei – 20 00…2007 Editat de Ins titutul Român de
Standard izare;
53. (76)xxx Proceduri pentru testarea masinilor agricole , Editat INMA, Bucuresti 2008;
54. (77)xxx http:// www.arvatec.it ;
55. (79)xxx http://www.deere.com /en_U S/deerecom /usa_canada.htm l
56. (81)xxx http://www.kvernelandgroup.com ;
57. (83)xxx http://www.dickey-john.com
58. (88)xxx http://www.inma.ro ;
59. (93)xxx http://www. matcraiova.ro
60. (94)xxx http://www. mecanicaceahlau.ro
61. (108)xxx http://agriculture.newholland.com .
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

Curri culum
vitae
Nume și
prenume PĂUNESCU I. DAN-DORIAN
Data nașterii 20 febr uarie 1963, Bucur ești
Profesi a Inginer mecanic
Educație și
formare ƒ 1978 – 1982 L iceul teoretic „Gheorghe Lazăr, București;
ƒ 1988 – 1993 Universitatea Transilvania Brașov, Facultatea de
Mecanică, secția Mecan ică Agricolă;
ƒ 2000 – Doctorand în „ Științe inginere ști”, la Univ ersitatea
Transilvania Brașov.
Locul de
muncă S.C. DO RIANSOF T S.R.L.
Activitatea
profesională 2007 – prezent – Director societat e – S.C. DORIANSOFT S.R.L. –
administrare m agazin online de produse electronice, calculatoare și
componente calculatoare;
2006 – 2007 – Șef laborator – S.C. STRAE RO S.A. Bucure ști – î ncercări
simulate și accelerate pe instala ția tip HIDROPULS;
1999 – 2006 – Șef laborator în cad rul I.N.M.A. Bucure ști – încercări simulate
și accelerate pe in stalația tip HIDROPULS; certif icarea calității din punct de
vedere al securit ății muncii, fiind re sponsabil de încerc ări în peste 50 de
lucrări;
1995 – 1998 – Ingin er mecanic – S.C. Steffi I mport Export S. R.L. –
mentenanța utilajelor agro-industriale;
1994 – 1995 – Șef secție S.C. Agromec S.A. Teslui – m entenanța utila jelor
agrico le;
1993 – 1994 – Inginer m ecanic – S.C . Avicola S. A. Brașov;
Activități de
cercet are ƒ responsabil de proi ect la 5 proiecte de cercet are științifică obținute
prin competi ții naționale;
ƒ colaborator la 4 proi ecte de cercetare științifică obținute pri n
competiții național e;
ƒ autor principal sau coa utor la 18 lucrări științifice susținute la divers e
manifestări în dom eniul mecanizării agriculturi i și industriei alim entare,
publicate în reviste de specialitate ro mânești și în vo lumele cu lucrări
editate de INMA Bucure ști și alte institu ții;
ƒ 8 lucrări în dome niul tezei de doct orat, dintr e care 5 publicate .
Adresa Str. Mi hai Eminescu nr. 44, a p. 2, Br așov, jud. B rașov
Telefon 0727- 861-228, 0368-459233

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
Curri culum
vitae
Name PĂUNESCU I. DAN-DORIAN
Birth date and
place 20 Fe bruary 1963, Bucur ești
Profession Mechanical Engineer
Studies ƒ 1978 – 1982 Theoretical High School „ Gheorghe Lazăr,
București;
ƒ 1988 – 1993 University Transilvania Brașov, Faculty of
Mechanics, section Agricultu ral M echanics ;
ƒ 2000 – PhD in „Engineering Scie nces”, at the University
Transilvania Brașov.
Worki ng place S.C. DO RIANSOF T S.R.L.
Profession al
activi ty 2007 – present – Manager – S.C. DORI ANSOFT S.R.L. –
electronics, com puters and com puter com ponents on line shop
manage ment;
2006 – 2007 – Head of laboratory – S.C. STRAERO S.A. Bucharest
– sim ulated and accelerated te sts on the installation type
Hydropulse;
1999 – 2006 – Head of l aboratory – I.N.M.A. Bucure ști – simulated
and accelerated tests o n the installation type Hydropulse; quality
certification in term s of job securi ty, being responsible for testing
over 50 works;
1995 – 1998 – Mechanical Engineer – S.C. Steffi Import Export
S.R.L. – agro-industrial m achinery m aintenance;
1994 – 1995 – Section chief – S.C. Agrom ec S.A. Teslui –
maintenance of agricultu ral machinery;
1993 – 1994 – Mechanical Engineer – S.C. Avicola S.A. Bra șov;
Research
activi ty ƒ project officer in 5 research projects obtained through
nationa l competition s;
ƒ contributor to 4 research projects obtained through national
competition s;
ƒ principal author or coauthor of 18 scientific papers
presented at various events re garding the m echanization of
agriculture and f ood industry, published in Rom anian
journals and edited vo lumes by INMA Bucharest and other
institutions;
ƒ 6 papers published in the om ain of t he PhD. thesis.
Address 44 Mihai Emi nescu Street , ap. 2, B rașov, Brașov Ci r.
Phone 0727- 861-228, 0368-459233

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
LUCRĂRI ELABORATE DE AUTOR ÎN DO MENIUL TEZEI DE DOCTORAT

1. Păunescu D ., Vlăduț V. : Cercetǎri privind determinarea și monitor izarea para metrilo r
proceselor de mecanizare a lucr ǎrilor agricole , „35 DE ANI DE Î NVĂȚĂMÂNT S UPERIOR
HUNE DOR EAN” SESI UNE DE C OMUNICĂRI ȘTIINȚIFICE STUDEN ȚEȘTI”, Hunedoara –
Rom ânia, 2004.
2. Păunescu D. , Brătucu Gh. : Aspe cts Regarding the GPS Using for Functional Indices
Monitor ing of the Seed ers Machin es, BIOATLAS 2010 Conference 28-30 May 2010, ISSN: 1844-
8577, pag.176 ÷179, Brașov – Rom ânia.
3. Păunescu D ., Brătucu Gh. : Complex System for the Tr actor Board Monitoring of the
Functional Parameters of the Seeders Machines, BIOATLAS 2010 Conference 28-30 May 2010,
ISSN: 1844-8577, pag.89 ÷92, Brașov – Rom ânia.
4. Păunescu, D. ,:Stadiul actual și tendințe în rea lizarea ech ipamentelor p entru mecan izarea
lucrării de sem ănat, Ref erat în cad rul program ului de preg ătire la docto rat, susținut la Universitatea
Transilvania din Bra șov, 2002.
5. Păunescu, D .,: Cercetări privind determinarea și monitorizarea parametrilor proceselor
de mecanizare a lucr ărilor de s emănat, Refe rat în cadrul program ului de preg ătire la doctorat,
susținut la U nivers itatea Transilvania din Brașov, 2003.
6. Păunescu, D. ,:Metod ica și aparatura pentru monitorizare a parametrilor proceselor de
mecanizare a lucr ării de sem ănat, Referat în cadrul programului de preg ătire la doc torat, susținut la
Universitatea Transilvan ia din Bra șov, 2004.
7. Păunescu, D.: Researc h Regarding Automate d Supervi sion of the Work Proc ess of
Precision Seed Drills , INMATEH, Vol. 28, No.2 /2009, p. 14-17, ISSN 1583-1019.
8. Păunescu D. , ș.a.: Cercetări privind generarea formei și dimensionarea structurilor de
rezistențǎ ale mașinilor de lucra t solul, Sesiunea Jubiliar ă de Com unicări Științifice – REALIZ ĂRI
ȘI PERSPECTIVE ÎN INGI NERI A SISTEM ELOR BIOTEHNICE, ISBTeh 200 2, secț. 1, pag.
150÷153, 2002, ISBN 973-685-410-8, Bucure ști-România;

Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66

CERCET ĂRI PRIVIND MONITORI ZARE A LA BORD A PARAMETRILO R
PROCES ULUI DE M ECANI ZARE A LUCR ĂRILOR AGRICOL E DE S EMĂNAT

-Rez umat-

Conducător științific, Doctorand,
Prof.univ.dr.ing Br ătucu Gheorghe Ing. P ăunescu Dan Dorian

În lucrare s e abordeaz ă și rezo lvă o problem ă esențială pentru progresul tehnic în dom eniul
mașinilor de semănat f abrica te în R omânia, res pectiv pos ibilitatea m onitorizării la bord a st ării de
funcționare a sistem ului tehnic tractor-m așină agrico lă și a indic ilor calitativi și econom ici ai
procesului de sem ănat. Sunt studiate teoretic și rezolvate pra ctic tre i soluții tehn ice p entru r ealiza rea
acestei m onitorizări și anum e: prin f olosirea s enzorilor de tip f ototranzisto r care lucrează în
infraroșu, prin utilizarea GPS-ului și prin folosirea sen zorilor pi ezoelectrici. S-au conceput dou ă
software pr in interm ediul cărora semnalele traduc toarelor sau cele captate prin GPS s ă poată fi
folosite la o bținerea în tim p real a datelo r referitoare la num ărul de sem ințe încorpo rate, viteza d e
deplasare a m așinii de s emănat, suprafa ța însămânțată, norm a de sem ințe la hectar etc. Aceste d ate
pot fi vizualizate atât de opera torul agrega tului agrico l, cât și de la orice distan ță, dacă se folosesc
echipam entele tehnice și soft-urile specificate în lucrare. Cercet ările experim entale au validat
cercetările teoretice, iar aplicarea acestora la m așinile de sem ănat este de m are inter es pen tru
proiectanții, fabricanții și utiliza torii a cestor a.

RESE ARCH INTO BOARD M ONITORING OF PARAME TERS
CHARATE RISING T HE MECHANI ZATION PROCESS OF AGRICULTURAL SEEDING
WORKS

-Abstract-

Scientific Coordinator, PhD. Student,
PhD. Profes sor Brătucu Gheorghe P ăunescu Dan Dorian

In the paper is approached and resolved an essential problem for technical progress in
seeding m achines area m anufactured in Rom ania, respe ctively the possibi lity to monitoring on
board the f unctioning status for th e tractor – ag ricultural m achine techn ical sys tem and the quality
and economical indices of the seed ing process. There are theoretica l studied and practical resolved
three technical solutions for achieving this m onitoring and nam ely: by using phototransistor sensors
which works in infrared, by using GPS and by usi ng piezoelectric sensors. There were designed two
software through which the signals of the transducers or the ones captured by GPS can be used to
obtain in rea l time the da ta ref erring to the inco rporated s eed num ber, m oving speed of the seeding
machine, the seeded area, the adjus ted quantity of s eed per hectare etc. This data can be visualized
by the agricultural aggregate operator and by others operator situa ted at any distance if there are
used the technical equ ipments and t he software speci fied in this pape r. The experim ental research es
have validated the theoretical re searches and ap plying th em to the seed ing m achines is of great
interest for designers, m anufactures and farmers that use this m achines.
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe

Cercetări privi nd monitorizarea la bord a parametrilor proc esului de m ecaniz. a l ucrărilor agrico le de semănat

66
Autor : ing.PĂUNESC U I. Dan Dorian Conducător științific: Pro f.univ.dr.ing.BRĂTUC U Ghe orghe