Entwicklung einer smarten, elektronisch gesteuerten Dosiereinheit für den gezielten und sparsamen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln

  • Feldspritzen verfügen über entlang eines Spritzgestänges angebrachte Düsen, die ein Pflanzenschutzmittel-(PSM-)Trägerflüssigkeits-Gemisch verteilen. Da die Düsen nur ein PSM-Gemisch applizieren und häufig nicht einzeln ansteuerbar sind, wird nicht bedarfsgerecht verteilt und u. U. stellenweise zu wenig, zu viel oder nicht das optimale PSM appliziert. Dieser Beitrag stellt das Labormodell einer High-Speed-Dosiereinheit zur Vermischung dreier PSM mit der Trägerflüssigkeit vor, mit der Pflanzen individuell und mit der minimal nötigen PSM-Menge behandelt werden. Sie arbeitet unabhängig vom hydraulischen System der Trägerflüssigkeit, ist reaktionsschnell und überaus dosiergenau. Basierend auf einer Applikationskarte, die den Pflanzenstatus enthält, und der GPS-Position werden Ausbringvolumen, -zeitpunkt, -position und PSM-Art in einem ISOBUS-Terminal bestimmt und an ein Steuergerät weitergegeben, das die Dosiereinheit ansteuert. Neben der neuentwickelten Hardware und Steuerung werden ersteFeldspritzen verfügen über entlang eines Spritzgestänges angebrachte Düsen, die ein Pflanzenschutzmittel-(PSM-)Trägerflüssigkeits-Gemisch verteilen. Da die Düsen nur ein PSM-Gemisch applizieren und häufig nicht einzeln ansteuerbar sind, wird nicht bedarfsgerecht verteilt und u. U. stellenweise zu wenig, zu viel oder nicht das optimale PSM appliziert. Dieser Beitrag stellt das Labormodell einer High-Speed-Dosiereinheit zur Vermischung dreier PSM mit der Trägerflüssigkeit vor, mit der Pflanzen individuell und mit der minimal nötigen PSM-Menge behandelt werden. Sie arbeitet unabhängig vom hydraulischen System der Trägerflüssigkeit, ist reaktionsschnell und überaus dosiergenau. Basierend auf einer Applikationskarte, die den Pflanzenstatus enthält, und der GPS-Position werden Ausbringvolumen, -zeitpunkt, -position und PSM-Art in einem ISOBUS-Terminal bestimmt und an ein Steuergerät weitergegeben, das die Dosiereinheit ansteuert. Neben der neuentwickelten Hardware und Steuerung werden erste Prüfstandergebnisse vorgestellt.show moreshow less
  • Field sprayers have nozzles mounted along a spray boom that distribute a mixture of a crop protection agent (CPA) and a carrier liquid, usually water. Since the nozzles apply only a single CPA mixture and often cannot be controlled individually, application is not demand-oriented, which can result in locally insufficient, excessive, or non-optimal CPA application. This paper presents a laboratory model of a newly developed high-speed dosing unit for mixing three CPAs with a carrier liquid, enabling individual plant treatment using only the minimally required amount of CPA. The system operates independently of the carrier liquid’s hydraulic system, responds rapidly, and provides extremely accurate dosing. Based on an application map containing crop status and GPS position, the required application volume, timing, position, and CPA type are determined in an ISOBUS terminal and transmitted to a control unit that actuates the dosing unit. In addition to the newly developed hardware andField sprayers have nozzles mounted along a spray boom that distribute a mixture of a crop protection agent (CPA) and a carrier liquid, usually water. Since the nozzles apply only a single CPA mixture and often cannot be controlled individually, application is not demand-oriented, which can result in locally insufficient, excessive, or non-optimal CPA application. This paper presents a laboratory model of a newly developed high-speed dosing unit for mixing three CPAs with a carrier liquid, enabling individual plant treatment using only the minimally required amount of CPA. The system operates independently of the carrier liquid’s hydraulic system, responds rapidly, and provides extremely accurate dosing. Based on an application map containing crop status and GPS position, the required application volume, timing, position, and CPA type are determined in an ISOBUS terminal and transmitted to a control unit that actuates the dosing unit. In addition to the newly developed hardware and control system, initial test bench results are presented.show moreshow less

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Metadaten
Author:Andrej Batos, Jean Maurice Hellenbroich, Jürgen Kiel, Andreas Jahr
open access:Diamant - ohne Publikationskosten mit Lizenzhinweis
Institutes:Institut für Produktentwicklung und Innovation (FMDauto)
Fachbereich/Einrichtung:Hochschule Düsseldorf / Fachbereich - Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Document Type:Conference Proceeding
Year of Completion:2022
Language of Publication:German
Publisher:Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Place of publication:Darmstadt
Parent Title (German):Fachtagung VDI MECHATRONIK 2022
Editor:Torsten Bertram, Burkhard CorvesORCiD, Klaus Janschek, Stephan Rinderknecht
URN:urn:nbn:de:tuda-tuprints-209637
DOI:https://doi.org/10.26083/TUPRINTS-00020963
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
Licence (German):Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Release Date:2026/01/07
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