Automaattiohjaus työkoneelle harraste-elektroniikkaosilla
Kilkki, Kari (2021)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021120623891
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021120623891
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli selvittää edullisten harraste-elektroniikkakomponenttien soveltumista työkoneen automaattiohjaukseen yksityisalueella. Työn taustana on maailman ruoantuotannon automatisoituminen ja keskittyminen suurempiin yksiköihin. Automatisoimalla vanhaa kalustoa voisi olla mahdollista hyödyntää olemassa olevaa konekantaa kannattavasti. Kannattavuuden edellytyksenä olisi komponenttien edullinen hankintahinta sekä mahdollisuus rakentaa automaatiota omatoimisesti.
Ohjauksen perustaksi valikoitui piirikorttisarja Arduino, johon on saatavissa runsaasti valmiita antureita ja sovellusesimerkkejä. Tietoja etsittiin Arduino-harrastajien projektitietokannasta. Automaattiohjauksen toteutustavoista haettiin tietoa kansainvälisistä tutkimustietokannoista. Ohjausohjelman reittisuunnitteluun etsittiin tietoa ajoreitin optimoinnista tehdyistä tutkimuksista. Satelliittipaikannustekniikkaan tutustuttiin muun muassa Ilmatieteenlaitoksen tietosivujen avulla. Ohjauksen voimanlähteeksi valikoitui työkoneen ulkoinen hydrauliikka, ja soveltuvia hydrauliikkakomponentteja haettiin valmistajien esitteistä ja datalehdiltä. Arduino-projektien komponenttilistojen avulla hankittiin muutamia piirikortteja testattaviksi, ja kokeiltiin niiden toimintaa maasto-olosuhteissa. Koneenrakennuksen määräyksistä etsittiin tietoa automaattiseen ohjaukseen vaikuttavista määräyksistä.
Harrastajaelektroniikkasarja Arduinon komponenttien avulla on mahdollista tunnistaa maastoesteitä sekä paikantaa laitteen sijainti. Pohjoisen sijaintimme vuoksi paikannuksen tarkkuus rajoittuu halvoilla peruskomponenteilla pariin metriin. Halpakomponenttien peruskytkennöillä ei voida tehdä tarkkuutta vaativia työvaiheita. Vanha työkone ja harraste-elektroniikan komponentit ovat vikaherkkä yhdistelmä. Tämän takia automaattiohjauksen rakentamista voi suositella vain omaan käyttöön, ja työalueen ympäröimistä syvillä ojilla tai riittävän korkeilla maavalleilla.
Ohjauksen perustaksi valikoitui piirikorttisarja Arduino, johon on saatavissa runsaasti valmiita antureita ja sovellusesimerkkejä. Tietoja etsittiin Arduino-harrastajien projektitietokannasta. Automaattiohjauksen toteutustavoista haettiin tietoa kansainvälisistä tutkimustietokannoista. Ohjausohjelman reittisuunnitteluun etsittiin tietoa ajoreitin optimoinnista tehdyistä tutkimuksista. Satelliittipaikannustekniikkaan tutustuttiin muun muassa Ilmatieteenlaitoksen tietosivujen avulla. Ohjauksen voimanlähteeksi valikoitui työkoneen ulkoinen hydrauliikka, ja soveltuvia hydrauliikkakomponentteja haettiin valmistajien esitteistä ja datalehdiltä. Arduino-projektien komponenttilistojen avulla hankittiin muutamia piirikortteja testattaviksi, ja kokeiltiin niiden toimintaa maasto-olosuhteissa. Koneenrakennuksen määräyksistä etsittiin tietoa automaattiseen ohjaukseen vaikuttavista määräyksistä.
Harrastajaelektroniikkasarja Arduinon komponenttien avulla on mahdollista tunnistaa maastoesteitä sekä paikantaa laitteen sijainti. Pohjoisen sijaintimme vuoksi paikannuksen tarkkuus rajoittuu halvoilla peruskomponenteilla pariin metriin. Halpakomponenttien peruskytkennöillä ei voida tehdä tarkkuutta vaativia työvaiheita. Vanha työkone ja harraste-elektroniikan komponentit ovat vikaherkkä yhdistelmä. Tämän takia automaattiohjauksen rakentamista voi suositella vain omaan käyttöön, ja työalueen ympäröimistä syvillä ojilla tai riittävän korkeilla maavalleilla.