@TRACTOR: il trattore digitale. risultati del progetto di ricerca Isotractor

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1 @TRACTOR: il trattore digitale risultati del progetto di ricerca Isotractor

2 Sommario Il progetto ISOBUS Obiettivi Partner il trattore digitale Architettura del sistema Sensori wireless energeticamente autonomi per sicurezza e diagnostica preventiva Attuatori elettromeccanici innovativi

3 Il progetto Isotractor: obiettivi Obiettivi del progetto 1. Soluzioni ISOBUS per la gestione delle operazioni agricole (es. task & sequence controller) e sistemi di assistenza alla guida passivi e proattivi 2. Sensori wireless energeticamente autonomi per maggior controllo 3. Attuatori elettromeccanici innovativi: trazione ibrida, distributori oleodinamici 4. Manutenzione e diagnostica avanzata nei macchinari agricoli

4 Il progetto Isotractor: partner Imprese ARGO TRACTORS Spa WALVOIL Spa COMER INDUSTRIES Spa COBO GROUP Spa ARAG Srl OGNIBENE Spa RE:LAB Srl Laboratori/Enti Laboratorio INTERMECH DemoCenter-Sipe Scarl Localizzazione Fabbrico (RE) Reggio Emilia (RE) Reggiolo (RE) Cadelbosco di Sopra (RE) Rubiera (RE) Reggio Emilia (RE) Reggio Emilia (RE) Reggio Emilia (RE) Modena (MO) Un nuovo modello di piattaforma di condivisione interaziendale per sviluppo e innovazione Ruolo centrale dell Università come motore dell innovazione.

5 Risultati di VIECU (COBO Group) Bluedash (RE:Lab) TECU (ARGO TRACTORS) Attuatore sollevatore anteriore (WALVOIL) Nodi sferici (OGNIBENE) Sprayer (ARAG) Riduttore velocità (COMER INDUSTRIES )

6 @tractor: architettura del sistema Sviluppo di sensori wireless e attuatore per macchine agricole digitalmente connessi maggior l automazione sicurezza operativa e diagnostica preventiva maggior pianificazione e un controllo delle operazioni in campo ergonomia e produttività Wireless Low-Energy Transmission TECU CAN VIECU ISOBUS VirtualTerminal DATA SERVER iid and other data from TAG sensors Implement without ECU

7 @tractor: VIECU + TAG + BlueDash&App VIECU: ECU + sensori TAG, conforme allo standard ISOBUS Permette di ricevere informazioni da attrezzi meccanici rilevati attraverso sensori TAG Integra il dispositivo BlueDash, che consente il collegamento di uno smartphone con VIECU. BlueDash permette di gestire i dati di lavorazione, diagnostica e service dell attrezzo attraverso un terminale mobile tipo smartphone Possibile sviluppare App dedicate per informare l operatore

8 @tractor: applicazioni per controllo digitale Stato di funzionamento del sistema (trattore, attuatore, attrezzo) Caratteristiche attuatore riconosciuto Dati manutenzione attuatore Storico lavorazioni Performance di lavorazione

9 @tractor: sensori TAG wireless Sviluppo HW-SW di sensori wireless auto-alimentati (energy harvesting) modulo ad-hoc per il recupero dell energia da vibrazioni, energia solare, campo elettromagnetico soluzioni HW e SW custom a basso consumo energetico per elaborare e trasmettere le informazioni wireless a un nodo a bordo trattore Sistema di riconoscimento per attrezzi agricoli in grado di trasmettere un ID a un nodo a bordo trattore Sistema alimentato per monitorare la coppia in sistemi di trasmissione di forza Sistema per monitorare l usura di uno snodo sferico, con incluso il sistema di trasmissione wireless del segnale

10 @tractor: sensore wireless per ID Sistema di riconoscimento per attrezzi agricoli in grado di trasmettere un ID a un nodo a bordo trattore L unità di recupero energetico recupera energia da vibrazioni Architettura a basso consumo sviluppata composta da: TI MSP430 RF based on TI CC2500 Sensore di temperatura e accellerometri onboard Custom software

11 @tractor: sensori wireless Progettazione, realizzazione e caratterizzazione prototipo del circuito di recupero di energia da vibrazioni Caratterizzazione del trasduttore piezoelettrico

12 @tractor: sensori wireless x usura snodo Cuscinetto isolante Progettazione, realizzazione e caratterizzazione del sistema prototipale che monitora lo stato di usura dello snodo attraverso misure di conduttività elettrica

13 @tractor: attuatori elettrici innovativi Spostamenti (corse) lineari (0-6mm; ± 12mm) La corsa completa deve essere eseguita in tempi ridotti (per esempio 200ms per 24mm). Forze massime da contrastare fino a 250N. Posizione di riposo da raggiungere in condizioni di malfunzionamento con assenza di alimentazione. Distributore oleodinamico WALVOIL (corsa +/- 12 mm, forza 250 N / -250 N, posizione di neutro centrale) ~3.5-4cm ~10cm ~10cm Valvola regolatrice di portata ARAG: (corsa 0-14 mm, forza 230 N /115 N, posizione di neutro tutto fuori )

14 @tractor: concept dell attuatore finale Posizione dello stelo di uscita Cinematismo progressivo Angolo della ruota lenta Scheda elettronica Sensore magnetostrittivo Cella di carico Motore + cinematismo Banco prova per la validazione delle prestazioni per testare differenti motori elettrici, cambiare il cinematismo, misurare posizione e forza.

15 @tractor: test sperimentali Progettazione motore custom PM brushless a basso costo Azionamento custom (low cost) con comunicazione CAN Scheda encoder magnetico Simulazione a elementi finiti, disegni esecutivi e realizzazione Test ricostruzione della corrente di fase Test anello di posizione

16 @tractor: validazione sul campo Sistema di acquisizione LabVIEW per tutte le grandezze di interesse Attuatore finale per il dimostratore fiera EIMA Banco prova Distributore oleodinamico Walvoil Attuatore sviluppato

17 @tractor: grazie per l attenzione Per ulteriori informazioni: Prof. Luca Larcher Università di Modena e Reggio Emilia luca.larcher@unimore.it