fbpx

Elektronika w ciągnikach – czy o jej jakość trzeba się bać?

Trudno dziś o nowoczesną maszynę rolniczą, która nie jest sterowana lub nadzorowana przez elektronikę. Ciągniki, kombajny, sieczkarnie czy wszystkie współpracujące przez złącze Isobus maszyny “myślą” bitami przesyłanych danych i cyfrowych instrukcji. Tym wszystkim zarządza elektronika, ale czy o jej jakość trzeba się bać?

Samasz loteria - baner

A co, jeśli się zepsuje? – zapytał mnie mój znajomy starszy rolnik, gdy na targach Polagra przyglądałem się z bliska elektronicznemu sterownikowi najnowszej przekładni stosowanej w ciągnikach John Deere. – Tam jest tyle takich drobnych elementów i na pewno się popsują – dokończył swoją myśl rolnik, przyglądając się już dokładniej płytce drukowanej i jej drobnym elementom. – To tylko tak skomplikowanie wygląda, bo to technologia, która ma już ponad 40 lat. To, co widzisz, to nie czarna magia, tylko sprawdzona elektronika, która jest bardzo niezawodna – starałem się wytłumaczyć znajomemu gospodarzowi.

Nie wiem, czy go przekonałem, bo jak pokrótce komuś wytłumaczyć zasadę działania półprzewodników rozmieszczonych na płytce drukowanej wraz z innymi miniaturowymi elementami montażu powierzchniowego SMD. Dla niego były to jakieś drobne kosteczki czy inne “pchełki” przymocowane do niebieskiej płytki. Jakieś czary, które mają wprawić w ruch jego maszynę. A to jeszcze nie koniec, bo w tych wszystkich kościach pamięci mieści się to, co naprawdę niemierzalne i wirtualne, a jednocześnie najważniejsze – oprogramowanie sterujące.

To tu, w kościach elektronicznej pamięci mieści się oprogramowanie. fot. Adam Ładowski

Elektronika w maszynach rolniczych – nieco historii

Elektronika w pojazdach rolniczych masowo pojawiła się stosunkowo niedawno, bo w latach 80. Możemy przyjąć, że pierwszym jej zastosowaniem był układ elektrohydraulicznego sterowania TUZ-em, czyli EHR. Choć był to prosty, oparty na czujnikach system, zwiastował już nowe podejście do sterowania maszyną. Dalsze zastosowanie podzespołów elektronicznych zostało niemal wymuszone przez

galopujące normy emisji spalin, gdy silniki diesla przeszły ze sterowania mechanicznego na elektroniczne. Zapisane w układach mikroprocesorowych mapy pracy silnika niejako za naszymi – operatora – plecami zarządzają jego silnika.

Duży przełom nastąpił wraz ze wprowadzeniem automatycznych lub inaczej rzecz ujmując, zrobotyzowanych przekładni. Oplecione siecią czujników, które dane o pracy przesyłają do jednostki sterującej, “wiedzą”, kiedy i jakie przełożenie jest optymalne do obciążenia maszyny. Taki “komputer” odpowiedzialny za pracę przekładni musi oczywiście współpracować z jednostką sterującą silnikiem, aby całość miała logiczny sens. No właśnie, logiczny czyli jaki? Wspomniałem o tzw. mapach pracy silnika, ale jak już wiemy, ściśle współpracują one z mapami pracy przekładni. A skąd silnik i przekładnia wiedzą, jak optymalnie pracować?

To oprogramowanie zarządza maszyną

Mówi jej to program, owa mapa pracy, która jest odgórnie narzucona przez producenta maszyny. To jak system operacyjny w naszych smartfonach czy komputerach, który wie, jak działać, ale możemy go modyfikować. Tak właśnie robią producenci maszyn rolniczych, z góry ustalając, jak ma pracować dany model ciągnika, kombajnu czy sieczkarni. Jednak nie tylko pracować właściwie, ale także, jeśli chodzi o silniki, trzymać się, w czasie różnych trybów pracy i obciążeń, ściśle określonych norm. A mam tu na myśli normy emisji spalin.

Jak sami wiecie, takie programy sterujące pracą podzespołów można modyfikować i fabryczne upgrade’y oprogramowania maszyny dość często się zdarzają. Wykonuje je jednak wykwalifikowana kadra serwisowa z pomocą właściwych narzędzi, patrz: oprogramowania. Nie jest ono dostępne dla każdego i chyba całe szczęście, bo zepsuć coś, niewłaściwie zmieniając nastawy, jest bardzo łatwo. Temat zmiany oprogramowania pracą sterowników jest bardzo szeroki i zostawmy go sobie jednak na inny czas, a przejdźmy do samej elektroniki, stawiając pytanie.

Układ sterujący pracą nowoczesnej skrzyni przekładniowej. Zwraca uwagę zawieszenie płytki drukowanej. fot. Adam Ładowski

Czy elektronika w maszynach rolniczych się psuje?

Odpowiedź nie jest jednoznaczna, bo i tak i nie. Dokładnie mówiąc, to elektronika może się zepsuć, lub inaczej, ulec awarii, ale żeby do tego doszło, musi wystąpić szereg bardzo niefortunnych zdarzeń i to najczęściej wszystkie naraz. Popatrzmy na obwód drukowany na naszym zdjęciu, który napakowany jest podzespołami elektronicznymi, i pomyślmy, co mu tak naprawdę może zaszkodzić.

Trzy główne zagrożenia i ich omówienie

  • wilgoć.

Bezlitosnym wrogiem elektroniki jest wilgoć w każdej postaci: wody czy pary wodnej. Gdy pojawi się na płycie drukowanej, powoduje zwarcia, które doprowadzają do przepięć zasilania układów scalonych i ich bezpowrotnego uszkodzenia. Woda czy para wodna wywołują też błyskawiczną korozję styków, których powierzchnia się utlenia, wywołując zwiększony opór elektryczny.

Dlatego jednostki sterujące umieszcza się w hermetycznych skrzynkach często dla ochrony wypełnionych gazem obojętnym chemicznie, np. azotem, co zapobiega wpływowi wilgoci z powietrza. Częstą praktyką jest pokrywanie styków złotem, które jako metal szlachetny nie reaguje z wilgocią i powietrzem.

  • drgania.

Drugim zagrożeniem dla elektroniki są wstrząsy, a przede wszystkim drgania. Powstają one w czasie pracy każdej maszyny napędzanej silnikiem spalinowym i są przenoszone na jej podzespoły. Nawet w najbardziej amortyzowanej kabinie drgania są wyczuwalne i mogą prowadzić do uszkodzeń połączeń elektrycznych, jak i punktów lutowniczych na płytce drukowanej.

Przenoszeniom drgań zapobiega się, umieszczając płytę sterownika na miękkich podkładkach lub silikonowych tłumikach wygaszających wibracje. Same obudowy jednostek sterujących też nierzadko są miękko zawieszone, nie posiadając stałego styku z ramą maszyny.

  • przepięcia

Napięcia sterujące “komputerami” w maszynach rolniczych wynoszą od 5 do kilkunastu woltów i mają szczególnie wysokie wymagania, jeśli chodzi o filtrację zakłóceń i stabilność napięcia. Dlatego często nowoczesne jednostki sterujące posiadają własne układy stabilizacji i filtracji napięcia, zanim zasili ono układy elektroniczne.

Nowoczesna, sterowana mikroprocesorami przekładnia ciągnika rolniczego ciągnika John Deere. fot. Adam Ładowski

Warto o tym pamiętać i gdy zaistnieje taka potrzeba, wymieniać bezpieczniki zgodne z zaleceniami producenta. Niewskazane jest także używanie nieatestowanych źródeł napięcia zewnętrznego, gdy zajdzie potrzeba odpalenia z nich naszej maszyny na mrozie. Skoki i zaburzenia napięcia, choć chronione wewnętrznymi układami zabezpieczeń, mogą prowadzić do szkodliwych przepięć i zniszczenia czułych na nie podzespołów.

Czy trzeba się bać o jakość elektroniki w maszynach rolniczych?

Odpowiadając na to pytanie, trzeba też poruszyć kwestię jakości samych układów elektronicznych, jakie używane są w maszynach rolniczych. Sprawa ta wywołuje częste dyskusje wśród użytkowników, którzy niestety często wyciągają błędne wnioski, porównując układy elektroniczne w maszynach do elektroniki domowej. Szczególnie tej często ulegającej awarii.

Trzeba jasno zaznaczyć, że elektronika przemysłowa, do której możemy zaliczyć także układy z naszych maszyn, jest projektowana i wykonywana zupełnie w inny sposób niż ta popularna. Wspomniałem już o specjalnych zabezpieczeniach w obudowie takich podzespołów i ich miękkich zawieszeniach. To jednak nie wszystko, bo nawet same płyty drukowane, na które nanosi się poszczególne elementy, są bardzo wysokiej jakości, a ich ścieżki przewodzące są dużo grubsze niż w takim np. telewizorze.

Projekt i wykonanie muszą spełniać bardzo wysokie normy na działanie niekorzystnych czynników, o których wspomniałem wyżej. To nie jest elektronika popularna, gdzie liczy się cena kosztem jakości, ale elektronika przemysłowa, która ma być pewna w działaniu przez lata. Świadczą o tym także użyte do niej elementy bierne: rezystory, kondensatory, diody czy czasem jeszcze tranzystory, które pochodzą od najlepszych producentów, a ich jakość jest bardzo wysoka.

Baner SFD - aktualizacja 29.10.2024

1 KOMENTARZ

  1. Tak rolniku ,trzeba sie bac,co prawda mam tylko ciezarowki,i tutaj jest technologia ,,sprawdzona,,czujniki padaja na potege i tylko serwisowy komputer pomoze,mialem sytuacje ze czujnik nox padl w ciagu miesiaca 3 razy,koszt 1 ,ok 2,5 tys,czujnik odmy ok 3,5 tys ,jak ci odlaczy moc w ciagniku to ledwie dojedziesz do domu.

ZOSTAW KOMENTARZ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Najpopularniejsze posty

None found

Najpopularniejsze artykuły

None found

NAJNOWSZE WIADOMOŚCI
INNE ARTYKUŁY AUTORA




ARTYKUŁY POWIĄZANE (TAG)

NAJNOWSZE KOMENTARZE

Newsletter

Zapisz się do Rolniczego Newslettera WRP.pl, aby otrzymywać informacje o tym co aktualnie najważniejsze w krajowym i zagranicznym rolnictwie.