РОЗРОБКА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ КОНТРОЛЕРА ДИФЕРЕНЦІЙОВАНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ В СИСТЕМІ ТОЧНОГО ЗЕЛЕРОБСТВА
DOI:
https://doi.org/10.32782/2220-8674-2026-16-1-5Ключові слова:
точне землеробство, диференційоване внесення, контролер VRAC, Raspberry Pi, GNSS-навігація, кроковий електродвигун, автоматизоване керування, змінна норма внесення, агротехнологічні системиАнотація
У статті запропоновано низьковартісний модернізований контролер диференційованого внесення (VRAC), який враховує неоднорідність ґрунту та сприяє впровадженню технологій змінної норми. У межах виробничих полів спостерігається значна просторова варіабельність ґрунтових умов, що впливає на ефективність використання ресурсів і продуктивність культур. Система базується на платформі Raspberry Pi з використанням RTK-сумісної GNSS, крокового двигуна та енкодера колеса. Контролер забезпечує високоточне регулювання норми внесення в реальному часі відповідно до карт-завдань. Реалізація за принципом plug-and-play дозволяє використовувати систему для диференційованого висіву та внесення добрив. Експериментально підтверджено високу точність роботи (97,17 %), низьку похибку (RMSE 4,57; R2 = 0,994) та швидку реакцію системи. Запропоноване рішення є доступним і сприяє розвитку точного землеробства.
Посилання
United States Department of Agriculture-National Agricultural Statistics Service. 2021 Agricultural Chemical Use Highlights. 2024.
Huang J. X., Zhou H. B., Wang J. F., Hou Y. Research on variable rate fertilization control system based on fuzzy PID. Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 614. P. 207–210. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.614.207
Abdalla A., Mirzakhani Nafchi A. Development and evaluation of an affordable variable rate applicator controller for precision agriculture. AgriEngineering. 2025. Vol. 6, No. 4. P. 4639–4657. DOI: 10.3390/agriengineering6040265
Tang X. Y., Chen Y. Z., Peng Y. K., Wang X., Xu Y., Yang W. L., Wang W. A DSP based control system for precision variable rate fertilization. Advanced Materials Research. 2012. Vol. 605–607. P. 1408–1414. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.605607.1408
Su N., Xu T. S., Song L. T., Wang R. J., Wei Y. Y. Variable rate fertilization system with adjustable active feed roll length. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2015. Vol. 8, No. 4. P. 19–26. DOI: 10.3965/j.ijabe.20150804.1644
Zhang J. C., Hou S. Y., Wang R. T., Ji W. Y., Zheng P., Wei S. Design of variable rate liquid fertilization control system and its stability analysis. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2018. Vol. 11, No. 1. P. 109–114. DOI: 10.25165/j.ijabe.20181101.2583
Smith R., et al. Development and performance evaluation of a control system for variable rate granular fertilizer application. Computers and Electronics in Agriculture. 2019. Vol. 160. P. 31–39. DOI: 10.1016/j.compag.2019.03.011
McFadden J., Njuki E., Griffin T. Precision agriculture in the digital era: Recent adoption on US farms. In Economic Information Bulletin; United States Department of Agriculture, Economic Research Service: Washington, DC, USA, 2023.
Askarzadeh Y., Jones E., Sahraei M., Abdalla A., Nafchi A. M. Sustainable Weed Management through Precision Cover Cropping System. In Proceedings of the 2024 ASABE Annual International Meeting, Anaheim, CA, USA, 28–31 July 2024; American Society of Agricultural and Biological Engineers: St. Joseph, MI, USA, 2024. P. 1.
Schimmelpfennig D. Crop production costs, profits, and ecosystem stewardship with precision agriculture. J. Agric. Appl. Econ. 2018. Vol. 50. P. 81–103.
Coelho A. L. D. F., de Queiroz D. M., Valente D. S., Pinto F. A. Development of a variable-rate controller for a low-cost precision planter. Appl. Eng. Agric. 2020. Vol. 36. P. 233–243.
Maleki M. R., Mouazen A. M., De Ketelaere B., Ramon H., De Baerdemaeker J. On-the-go variable-rate phosphorus fertilisation based on a visible and near-infrared soil sensor. Biosyst. Eng. 2008. Vol. 99. P. 35–46.
Kempenaar C., Been T., Booij J., Van Evert F., Michielsen J. M., Kocks C. Advances in variable rate technology application in potato in the Netherlands. Potato Res. 2017. Vol. 60. P. 295–305.
English B. C., Mahajanashetti S. B., Roberts R. K. Assessing spatial break-even variability in fields with two or more management zones. J. Agric. Appl. Econ. 2001. Vol. 33. P. 551–565.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
