Cosa cambia tra un trattore di 20 o 30 anni fa e uno appena uscito dalla linea di produzione? Certo, dimensioni, design, materiali costruttivi e potenze sono gli aspetti più evidenti. Ma un osservatore attento noterà che le differenze non finiscono qui.
Oggi salendo in cabina possiamo comodamente controllare tantissime funzioni del trattore, monitorarne l'operatività, l'eventuale malfunzionamento e compiere diverse altre operazioni. Se abbiamo questo "dialogo" con il nostro trattore, lo dobbiamo principalmente ai sensori.
Che si tratti di una differenza non da poco, lo sanno bene anche i dealer e le officine meccaniche costretti a confrontarsi con l’elettronica e la sensoristica avanzata.
Sensori: silenziosi aiutanti a bordo
Ma cos'è un sensore? Il dizionario lo definisce un "dispositivo meccanico o elettronico, che rileva i valori di una grandezza fisica e ne trasmette le variazioni a un sistema di misurazione o di controllo". In altri termini, i sensori sostituiscono l'operatore nel verificare il funzionamento o lo stato di molte parti del mezzo, rendendo controllabile ciò che un tempo era difficilmente monitorabile.
Da conoscere di un sensore sono i tre aspetti che ne determinano l'effettivo funzionamento e la compatibilità con i sistemi in cui viene inserito:
- il campo di misura (scala), ovvero l'intervallo numerico nel quale è in grado di operare;
- l'accuratezza e precisione, che rappresenta l'errore fra il valore misurato e il valore reale;
- la risoluzione e quindi la minima variazione della grandezza misurata che può essere registrata.
Rappresentazione visiva delle possibili misurazioni di un sensore con relative caratteristiche
(Fonte foto: AgroNotizie)
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Un sensore per ogni necessità
Il numero sempre maggiore di sensori presente all'interno dei mezzi agricoli, ne migliora la capacità operativa andando ad incidere sulla qualità del lavoro stesso. In linea generale essi si occupano di misurare, monitorare o identificare e segnalare eventuali malfunzionamenti e possono svolgere una o più di queste funzioni a seconda che si tratti di un sensore "stand alone" o che sia integrato con altri.
Un esempio semplice che fa ben comprendere l’utilità e la funzione dei sensori è il monitoraggio del livello di carburante. In passato la lettura del combustibile residuo si faceva sul serbatoio o grazie ad un sistema analogico a galleggiante. Ora la medesima informazione è comunemente disponibile sul cruscotto del trattore dove l'accensione di una spia, segnala la necessità di fare rifornimento in modo estremamente preciso.
Un sensore quindi è in grado di convertire un fenomeno fisico - come il liquido residuo in un serbatoio - in un dato numerico che può essere visualizzato su un display direttamente oppure dopo successive elaborazioni.
Nei trattori sono presenti molti componenti, tra cui numerosi sensori destinati ai più disparati compiti
(Fonte foto: Wabco)
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I sensori raccontano cosa succede al trattore
Mentre lavorano nei campi le macchine sono soggette a forti sollecitazioni esterne e a condizioni di lavoro gravose. I sensori ci danno informazioni in tempo reale sulle prestazioni del trattore. Questo aspetto è molto importante per un agricoltore: un guasto non tempestivamente segnalato o addirittura "predetto" in un momento critico del ciclo colturale, può avere gravi conseguenze anche economiche.
I dati comunemente rilevati comprendono la velocità d'avanzamento, il numero di giri motore, le potenze, il consumo di carburante e i livelli dei fluidi. Per questi ultimi si utilizzano sensori collegati a galleggianti o dotati di un dispositivo di misurazione della capacità. Mettendo insieme i dati forniti da un sensore di coppia, da un sensore del numero di giri e la curva del motore (relazione tra la coppia e giri motore) si possono ottenere importanti dati sulle potenza erogate. Infine, per il monitoraggio della portata dei sistemi idraulici si utilizzano sensori di pressione e di flusso.
La funzione dei sensori non si esaurisce nel fornire un semplice feedback di funzionamento all'operatore ma si traduce anche nella regolazione delle risposte del trattore rendendole più accurate.
I sensori di posizione, ad esempio, intervengono nella regolazione del movimento di alcune componenti degli apparati meccanici, facilitando il lavoro con il caricatore o il sollevatore. E ancora, sensori magnetoelastici applicati all’attacco a tre punti della trattrice, rilevano gli sforzi di trazione. Potremmo proseguire con moltissimi esempi a livello di cabina, assale, pneumatici e altro ancora.
Esempio di sensori e relativa posizione all'interno di un generico trattore
Sensoristica 4.0, i trattori del futuro
I sensori posizionati sui mezzi di ultima generazione controllano un numero crescente di parametri. Tuttavia per poter utilizzare al meglio i dati registrati dai “singoli” dispositivi è necessaria una unità di controllo centrale a cui vengono trasferiti i dati.
L'Internet of things o Iot, associato a dispositivi sempre più intelligenti utili a condividere le informazioni raccolte, ha integrato i sensori in sistemi di automazione dando vita a soluzioni intelligenti e capaci di soddisfare la richiesta di maggiore produttività.
La sensoristica è un ottimo esempio di applicazione delle tecnologie 4.0: i processi diventano più efficienti, precisi e rispettosi dell'ambiente.
I sensori comunicano con software specifici che, nel caso dei trattori, propongono risposte adeguate a ogni situazione. Le informazioni raccolte possono poi essere inviate ad un Cloud che le rende consultabili in remoto da qualunque dispositivo e ottimizza la gestione del parco macchine aziendale.
La possibilità di trasmettere le informazioni registrate dai sensori conserte una gestione ottimizzata del parco macchine
(Fonte foto: STW Technic)
Manutenzione predittiva grazie al monitoraggio da remoto
La possibilità di interconnettere le informazioni fornite dai sensori ai dati sulle variazioni dai valori standard relativamente al funzionamento delle componenti, apre le porte al rilevamento predittivo di potenziali guasti anche da remoto.
L’utilizzo integrato della sensoristica e dei sistemi di automazione è destinato a diventare la normalità operativa per le macchine agricole rappresentando la possibilità concreta di aumentare i livelli di produttività in termini qualitativi e quantitativi, di ridurre i costi e di facilitare l'operatività in campo e fuori dal campo.
