Automação do sistema de direção de uma colhedora de café - Veloso, Gustavo Vieira (2013)
O café é um dos principais itens de exportação do Brasil, como um dos líderes na balança comercial, e responsável por gerar um grande número de empregos. A colheita é a operação mais complexa e dispendiosa dentro do processo produtivo deste grão, principalmente em relação à mão de obra. Assim, cada vez mais, se faz necessário mecanizar esse processo. A colheita pode ser realizada de três formas: a manual, a semi- mecanizada e a mecanizada. A mecanização da coleta do café promove a diminuição da mão-de-obra necessária, que incorre na redução dos custos de produção. Entretanto, não há uma solução plenamente executável para a mecanização da colheita do café em regiões montanhosas. Assim sendo, os altos custos associados com a colheita manual, nestas regiões, são repassados ao consumidor. Para reduzir os custos da colheita, pesquisas estão sendo realizadas para o desenvolvimento de colhedoras adaptadas para este tipo de relevo. O grande empecilho está relacionado à manobrabilidade e ao risco de tombamento da colhedora. Assim, há a necessidade da construção de um sistema de máquina adaptado à declividade do terreno, e isso irá demandar o desenvolvimento de um sistema de direção das rodas desta máquina em questão que seja inovador. Em outras monoculturas, o conceito de orientação automática já vem sendo realizado, com o uso de componentes eletrônicos associados com o maquinário agrícola. Todos os sistemas de controle da máquina são ligados uma central de comando. Por sua vez, a central utiliza algoritmos armazenados em sua memória, para executar funções preestabelecidas pelo operador. Como, por exemplo, a execução as funções de direção e controle da máquina na área de colheita. Para isso existem sistemas CLP (controlador lógico programável) que empregam microcontroladores responsáveis pelos controles dos sistemas de direção de máquinas agrícolas. Entre os sistemas microcontrolados, tem-se a plataforma Arduino, que vem ganhando força devido ao seu baixo custo de aquisição dos componentes e a simplicidade de programação. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi desenvolver dois sistemas de controle da direção de uma colhedora de café para regiões montanhosas, com base em CLP e Arduino. Os dois sistemas de controle da colhedora foram avaliados e comparados em laboratório. Os sistemas foram montados na colhedora de café, e foram utilizados sensores potenciométricos para controlar a direção das rodas. O ângulo de esterçamento das rodas executado a partir de do algoritmo foi o critério utilizado para avaliação dos sistemas desenvolvidos. Durante o estudo foram considerados dois tipos de movimentos da máquina. O primeiro foi realizado com as rodas em paralelo, enquanto o segundo com as rodas em movimento curvilíneo. Para o sistema de movimentação em paralelo, foram considerados doze (12) ângulos de execução e para o sistema em movimento curvilíneo, foram considerados oito (8) ângulos de execução. O delineamento inteiramente casualizado foi aplicado na realização desse estudo, com quatro repetições para a movimentação em paralelo e cinco repetições para o curvilíneo. Para os dois sistemas foram feitas validações, sendo comparados os resultados em cada roda e em cada movimento (paralelo e curvilíneo). Os resultados mostraram uma grande exatidão para os dois sistemas desenvolvidos, quanto ao movimento em paralelo, para todas as rodas. Sendo que, o sistema CLP foi mais preciso que o sistema Arduino. Para o movimento curvilíneo, os dois sistemas apresentaram grande exatidão, praticamente iguais estatisticamente. Os resultados nos movimento em paralelo mostram que o sistema CLP e mais preciso que o sistema Arduino, sendo mais recomendado para aplicação na colhedora. Para o movimento em curvilíneo não ouve diferença estatística, assim poderá ser usado qual um dos dois sistemas.