CAN-BUS e ISOBUS per una agricoltura moderna

48 Terra e Vita
[ SPECIALE ]
n. 40/2012
6 ottobre 2012
Can­Bus e Isobus
per un’agricoltura moderna
[ DI MICHELE MATTETTI E GIOVANNI MOLARI ]
L
La meccanica
di precisione si sta
a richiesta di maggiori prestazioni nei veicoli
tuni sensori e i parametri misurati vengono tra­
diffondendo perché smessi a una centralina che, grazie a un algoritmo,
agricoli insieme alla riduzione delle emissio­
ni e dei consumi, ha portato a un sempre
consente di variare i parametri della trasmissione,
orientata a sistemi comandare determinati attuatori e ottenere infine il
maggiore utilizzo di sistemi elettronici. Tali sistemi
in primo luogo consentono di regolare e controllare
rapporto desiderato.
di coltivazione
istante per istante il motore o qualsiasi altro compo­
nente al fine di massimizzare le prestazioni.
[ COS’È IL CAN­BUS
più sostenibili
Questi dispositivi si sono diffusi prima nelle
Al fine di controllare opportunamente questi para­
autovetture e poi nel settore delle macchine agrico­
metri è necessario che vi sia un’efficiente comunica­
ed economici
le, e in particolare nei trattori anche grazie all’entra­
zione tra sensori, centralina e attuatori. In passato la
ta in vigore delle nuove normative anti­inquina­
comunicazione avveniva tramite una connessione
mento. Dal motore i sistemi di controllo elettronici si sono estesi anche
elettrica tra ciascun dispositivo e le centraline corrispondenti. Tuttavia
ad altri componenti quali la trasmissione, il sollevatore, il circuito
questo impone una grande quantità di cavi, con rischio di danneggia­
idraulico. Un esempio è rappresentato dai dispositivi che impedisco­
menti dovuti alle impervie condizioni di lavoro, non solo atmosferi­
no l’accensione del motore se il trattore non è in folle, il freno a mano
che (acqua, temperature...), ma anche meccaniche (vibrazioni). Que­
azionato e la frizione premuta. È possibile ottenere questo effetto
sto ha spinto gli ingegneri a sostituire questo sistema con il Can­Bus, il
attraverso switch dei comandi collegati alla centralina del motore. Un
quale tramite un’unica connessione, denominata appunto Bus, mette
altro esempio è rappresentato dalla variazione dei parametri di settag­
in comunicazione tutti i dispositivi elettronici installati nella trattrice,
gio nella trasmissione Cvt in funzione dei parametri imposti dall’ope­
incrementando in tal modo l’affidabilità del canale di comunicazione,
ratore, della velocità di avanzamento e del regime motore. Per fare
riducendo i costi e aumentando le possibilità di introdurre nuove
questo è necessario misurare le grandezze in gioco attraverso oppor­
caratteristiche elettroniche.
[ Prima dell’introduzione del Can­Bus ciascun dispositivo doveva
essere collegato alla centralina del trattore.
[ Il Can­Bus ha consentito di ridurre notevolmente
le connessioni tra i diversi dispositivi elettronici nel trattore.
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[ AGRICOLTURA DI PRECISIONE ]
Terra e Vita 49
[ Il Can­Bus fa uso di un cavo a due fili incrociati dotati
di schermatura elettromagnetica.
Il Can­Bus è stato sviluppato da Bosch per applicazioni automobi­
listiche ed è entrato nel mercato nel 1986. Il primo autoveicolo dotato
di questo sistema è stato introdotto nel mercato nel 1987 dalla Bmw. Il
Can­Bus è regolamentato da una normativa (SAE J1939), che ne defi­
nisce le connessioni in modo tale che ciascun dispositivo elettronico
possa essere installato in tutte le macchine. Il Can­Bus è un canale
digitale seriale, per cui tutte le informazioni vengono inviate dai vari
dispositivi nello stesso ordine con il quale sono state emesse, renden­
do il sistema molto resistente ai disturbi elettromagnetici. Essendo
presente un solo canale comunicativo, è difficile risalire a quale dispo­
sitivo elettronico abbia inviato uno specifico messaggio, pertanto
risulta necessario fissare delle regole che favoriscano la comunicazio­
ne. Questo insieme di regole, definito protocollo, è standardizzato
dalla normativa ISO 11898­1.
[ Attraverso l’Isobus una macchina operatrice può comunicare
con il trattore ed essere comandata direttamente dall’operatore.
Ulteriore settore per il quale in Can­Bus può essere utilizzato profi­
cuamente è quello della diagnostica. Grazie al Can­Bus, infatti, la
centralina verifica costantemente lo “stato di salute” della trattrice
analizzando i valori delle grandezze misurati dai diversi sensori in­
stallati. Quando almeno un segnale assume un valore non corretto,
viene riportato all’operatore attraverso l’accensione di specifici led e
la segnalazione di codici di errore. Questi ultimi consentono ai mecca­
nici di identificare la natura del problema.
Il Can­Bus ha favorito inoltre la diffusione della guida automatica.
Collegando insieme gli attuatori e i sensori a una centralina, infatti, è
possibile comandare i primi in funzione di alcuni parametri rilevati
dai secondi. L’esempio più recente di guida automatica è il Fendt
GuideConnect, che consente a un operatore di guidare due trattori
contemporaneamente, comandandoli attraverso un’interfaccia pre­
sente in uno dei due trattori. Dall’interfaccia si ha pieno accesso alla
macchina che lo segue e la comunicazione tra le due macchine avviene
via radio. Inoltre, la macchina comandata ha funzioni auto­comando,
quale ad esempio la possibilità di arrestare immediatamente la mac­
china portando il veicolo in condizioni di sicurezza, qualora il contatto
radio venga meno. Tale soluzione ha vinto la medaglia d’oro come
novità tecnica ad Agritechnica 2011.
Infine, il Can­Bus ha aperto nuove frontiere per la gestione della
flotta aziendale e il monitoraggio dei parametri operativi della mac­
china, consentendo di pianificare in maniera precisa il lavoro e di
fornire una stima precisa dei costi. Questo viene fatto attraverso
appositi tool sviluppati dai diversi costruttori, come ad esempio:
JDLinks da John Deere, Class Telematics da Claas, ecc. Tali sistemi si
interfacciano con il Can­Bus, consentendo di analizzare direttamente
sul proprio PC i segnali provenienti dalle varie centraline del trattore e
in particolare: lo stato di manutenzione del trattore, la posizione del
[ Claas telematics: sistema di telemetria introdotto dalla
Claas nel 2008. Il sistema memorizza tutti i dati letti dai sensori
installati nella macchina e li invia tramite connessione internet
mobile a un server permettendo all’operatore di analizzare
la produttività della sua flotta aziendale su internet (www.claas.it).
[ Fendt ad Agritechnica 2011 ha presentato il Fendt
GuideConnect. Con tale sistema un operatore può guidare
due trattori contemporaneamente stando alla guida in uno
dei due. Questo è possibile grazie al Can­Bus che collega
la centralina ai diversi sensori ed attuatori presenti nel trattore.
[ DIAGNOSTICA, GUIDA AUTOMATICA E MONITORAGGIO
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[ SPECIALE ]
trattore, i parametri operativi della macchina
quali ad esempio i consumi, ecc.
[ I VANTAGGI
L’Isobus è il canale di comunicazione tra i diver­
si sensori installati negli attrezzi collegati al trat­
tore e la centralina del trattore. L’hardware del­
l’Isobus è standardizzato dalla normativa ISO
11783 e consente di collegare qualsiasi attrezzo a
tutti i trattori. La prima versione dello standard è
stata pubblicata nel 2001. Anche l’Isobus usa co­
me protocollo di comunicazione quello del Can­Bus
per poter interfacciare correttamente i sensori degli attrezzi con quelli
installati nel trattore. Tutte le analisi necessarie per comandare gli
attuatori installati nell’attrezzo sono svolte attraverso l’esecuzione di
un programma solitamente presente nella centralina. Tale programma
può essere installato su centraline che non ne sono provviste attraver­
so un appropriato componente denominato Isobus stack in modo da
non dover riprogettare una nuova centralina. La promozione dell’Iso­
bus è eseguita da un’organizzazione internazione denominata Aef
(Agricultural Industry Electronic Foundation) partecipata da tutti i
più grandi costruttori di macchine agricole e macchine operatrici.
I vantaggi dell’Isobus sono molteplici. In primo luogo permette
all’operatore di consultare lo stato dell’attrezzo o comandare l’attrezzo
attraverso un display installato in cabina solitamente dotato di touch­
screen per migliorarne l’usabilità. È inoltre un sistema modulare che
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[ Dal display l’operatore può consultare
tutte le impostazioni della macchina
operatrice e personalizzarne alcune
funzionalità per aumentare il comfort
e la produttività (www.agleader.com).
consente di “aggiornare” la macchina esclusi­
vamente aggiornando il software, rendendo
così più lenta l’obsolescenza della macchina.
Infine, permette di personalizzare alcune ope­
razioni della macchina adattandola alle speci­
fiche attività o condizioni di lavoro. Tutto questo
rende il lavoro della macchina più confortevole, sicuro e pulito.
[ ISOBUS E PRECISION FARMING
La diffusione dell’Isobus ha consentito un forte potenziamento della
meccanica di precisione, che sta suscitando sempre più interesse in
quanto consente di ottenere un’agricoltura più sostenibile ed economi­
ca. Questo è possibile perché l’agricoltura di precisione si avvale di
moderni sensori ed è mirata all’esecuzione di interventi agronomici,
tenendo conto delle effettive esigenze colturali e delle caratteristiche
biochimiche e fisiche del suolo. I sensori vengono installati in modo tale
da valutare le condizioni del terreno e i segnali consentono di azionare
gli attuatori installati nella macchina. Questo ha permesso ad esempio
di costruire seminatrici dotate di dosatori variabili in modo di avere la
dosatura ottimale di prodotto in funzione dello stato del terreno.
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