Теоретическая часть. 
Макет АСУ ТП по выращиванию зерновых культур в фермерском хозяйстве

Описание макетов сельскохозяйственной техники

В качестве основы для макета выбрана модель комбайна компании John Deere. Компания John Deere является мировым лидером на рынке сельскохозяйственной техники. Модель комбайна John Deere T670i позволяет продемонстрировать особенности современных комбайнов. В модели реализованы реалистичные детали, такие как открывающиеся двери кабины, многочисленные открывающиеся крышки, подвесная жатка с выравниванием, высокая маневренность комбайна, возможность перегрузки «зерна» из бункера выгрузным шнеком.

Модель комбайна John Deere T670i изготовлена из высококачественного пластика в масштабе 1:16 (рис.1). Она состоит из комбайна, съемной жатки и прицепа для перевозки жатки.

Рис. 1. Общий вид модели комбайна John Deere T670i

Рис. 2 — Общий вид модели трактора.

Модель трактора также обладает высокой копийностью, однако из-за недостатка внуутреннего объёма все электронные компоненты вынесены в его пирцеп, в остальном он в целом повторяет технологические решения комбайна.

Рис. 3. Внутренне устройство макета комбайна. Внутреннее устройство макета комбайна:

• 1) Мотор-редуктор Tamiya 70 110
• 2) Серводвигатель для открытия/закрытия шнека
• 3) Плата управления Arduino Uno R3
• 4) Плата управления двигателями Arduino Motor Shield Rev3
• 5) Bluetooth модуль Bee
• 6) Аккамулятор GP6120
• 7) Мотор постоянного тока для вращения шнека
• 8) Серводвигатель для поднятия/опускания жатки
• 9) Серводвигатель для управления поворотом макета

Внутреннее устройство трактора в общем повторяет устройство комбайна, но в нём отсутствуют элементы управления шнеком, жаткой, а также внешние датчики.

В макетах использованы серводвигатели SM-S2309B. Данная модель серводвигателя выбрана ввиду ее высокой надежности и достаточного угла поворота (±60°). Всего для изготовления макета было использовано 3 серводвигателя. Для движения макетов используется мотор-редуктор Tamiya 70 110 с передаточным отношением 441:1, что обеспечивает достаточный для движения макета крутящий момент.

В качестве источника питания был использован аккумулятор GP6120 с напряжением 6 В. Данный аккумулятор обеспечивает надёжную бесперебойную работу макета в течение, как минимум тридцати минут. В качестве программируемого логического контроллера была использована плата Arduino Uno R3 с расширениями Arduino Motor Shield Rev3 и Bluetooth Bee.

Датчики установлены на внешней стороне жатки макета и соединены с контроллером посредством разъёма. В макете использованы следующие датчики: световой датчик — DFRobot Ambient Light Sensor, магнитный датчик Холла — DFR0033, ультразвуковой датчик расстояния — URM37 V3.2 Ultrasonic Sensor.

Рис. 4 — Размещение датчиков в жатке. Размещение датчиков в жатке:

• 1) Жгут проводов для питания датчиков и передачи информации
• 2) Внешний монтаж ультразвукового датчика расстояния

Световой датчик расположен на внутренней части жатки, а датчик Холла — внутри ее корпуса. Информационные провода и провода питания собраны в единый разъём, подключаемый к макету комбайна.

Программирование платы Arduino производится через USB-B удлинитель, соединенный с разъёмом на самой плате. также на корпусе комбайна находится кнопка включения/выключения питания макета.

К плате Arduino можно подключиться к через разъем USB-B под боковой панелью для изменения программы управления, также можно получить доступ к модулю связи, для этого надо: подключиться к беспроводной сети комбайна.