1,76 e 30 L/ha. O Becker utilizado para calibrar os bicos pulverizadores nas medições, graduado a cada 20 mL, foi empregado para construir a tabela 22. Assim, pode-se notar a similaridade dos resultados quando a tensão de alimentação foi alterada (trator ligado e desligado), mostrando a capacidade do sistema em ajustar o pulso PWM, fazendo a compensação para a faixa de rotação almejada.
Tabela 22 – Volume aplicado em simulação dos trajetos 01 e 02, utilizando a nova mangueira, com e sem o trator ligado antes da calibração
Simulação Trator ligado Volume (mL)
Trator desligado Volume (mL)
01 1.060 1.060
01 1.060 1.060
01 1.080 1.060
02 1.160 1.140
02 1.160 1.160
02 1.140 1.140
Fonte: Autor (2022)
A simulação 01 visava o valor de 1,370 litros. Com seis repetições, foi obtida uma média de 1,063, representando um volume 22,4% menor que o projetado. O mesmo se repetiu para a simulação 02, que almejou 1,409 litros, obtendo 1,150 litros, sendo 18,38% inferior. Assim, considerando os erros, como o funcionamento da bomba que entregou porções de±11,09 mL por fração de rotação e a precisão da medição com o copo calibrador de pulverizadores graduado em 20 mL, a variável de calibração foi ajustada de 1,76, em passos de 0,2, com repetições, conforme apresentado na tabela 23 onde o valor teste de 2,16 alcançou a dosagem com a diferença de -0,64% e -3,65% para o volume desejado. Com base nos valores testados, o ajuste fino em 2,21 alcançou 1,360 e 1,425 litros, representando um erro de -0,72 e 1,14% para o valor desejado.
Após a análise e compreensão dos resultados, em suma, os experimentos atenderam as necessidades de testar as duas soluções propostas, mas devem ser criados testes com tempo de operação e área maiores. A solução de sensoriamento é desejável com o uso de múltiplos sensores, como foram observadas vantagens para o uso de cada sensor, mas não deve necessariamente utilizar quantidades iguais de sensores que devem ser selecionados conforme a abertura, custo, segurança, altura de instalação e sobreposição de sinais. Pelo custo, o VL53L1X e o HC-SR04 poderia ser utilizados de forma sobreposta cobrindo todo o comprimento da linha sensoriada e o TFmini Plus
Tabela 23 – Calibração do controlador automático por meio de simulações. Uso do trator com motor desligado e simulações de 120 e 123 metros, aplicando 30 litros por hectare
Simulação Volume (mL) Variável de Calibração
01 1.063 1,76
01 1.220 1,96
01 1.320 2,16
01 1.480 2,36
02 1.150 1,76
02 1.260 1,96
02 1.400 2,16
02 1.500 2,36
Fonte: Autor (2022)
em intervalos regulares. A solução para controlar a vazão por deslocamento pode ser considerada satisfatória após a calibração com as simulações. Os fatores não previstos de falha física e procedimento, que alteraram a aplicação prática, foram compreendidos e representam mais uma contribuição, além de indicar um protocolo de autoteste que pode ser a simulação de dois minutos e outra de aferição rápida, baseada em um certo número de rotações.
6 CONCLUSÃO
Os estudos e experimentos exploratórios demonstraram a viabilidade do uso dos sensores escolhidos para atender os objetivos deste trabalho, utilizando sensores de baixo e médio custo, explorando o limite de sua utilização, para identificar até que ponto são viáveis e, em quais condições oferecem dados confiáveis. Para sensoriar a altura da pastagem, dentre as dezenas de opções de sensores listadas na tabela de especificações e custos de Pierazzoli e Domingues (2021a), escolheu-se, para medir a altura das plantas, o sensor ToF VL53L1X, que apresentou um sistema completo computacionalmente.
Mesmo explorando-se as diversas opções de calibração, verificou-se a necessidade de limitar a influência de fatores externos do ambiente relacionado à luminosidade natural, que precisa ser controlada sobre a área sensoriada. O sensor LiDAR o TFmini Plus foi indicado para comparar o resultado do sensor de baixo custo, VL53L1X. Devido às suas características de abertura de 3,6º e limite de uso com radiação solar de 70 klux, tornou-se ideal para complementar o sistema, sendo vantajoso intercalar com outros sensores. Assim, mesmo estando em quantidade reduzida e realizando apenas uma cobertura amostral, o sensor funcionou em situações severas de luminosidade natural.
O sensor ultrassônico apresentou um valor médio de leitura equivalente à altura do solo ou de um objeto de grande densidade. Sua utilidade foi evidenciada ao indicar a altura mínima de trabalho, assim como obstáculos no solo que poderiam danificar o sistema de cordas. O valores dos sensores ToF nas parcelas experimentais se aproximaram da altura de trabalho ajustada pelo operador da Campo Limpo, em um campo com alta infestação e plantas em diferentes estados de desenvolvimento. Entretanto, deve ser considerada uma correção, para retornar um valor intermediário, baseado nas diversas alturas sensoriadas.
O controlador automatizado de vazão por velocidade apresentou o resultado esperado, após realizar a calibração com as simulações de deslocamento. Um problema recorrente, relatado por usuários do equipamento, é o efeito carimbo, onde o rodado, impregnado por calda herbicida, afeta a vegetação nativa, quando o conjunto opera em períodos com a velocidade abaixo do definido, ou mesmo por fatores mecânicos que aumentem a velocidade da bomba. O controlador automatizado foi capaz de estabilizar a quantidade aplicada por m² deslocado, no espectro de velocidades de trabalho recomendadas. Essa característica melhora a qualidade de aplicação, quando comparado ao controlador original, com a restrição de uma única velocidade, que se mostrou impraticável em um campo irregular. Dessa forma, o controlador automatizado evita a
condição de falta ou excesso do produto nas cordas, evitando também o problema de calibração do sistema, quando o trator estiver desligado.
Os resultados obtidos na experimentação de campo, em ambiente real de trabalho, provaram a capacidade do equipamento de aplicar o defensivo com uma distribuição uniforme sem criar falhas ao alterar a velocidade. Embora o controlador automatizado tenha, inicialmente, aplicado uma quantidade inferior à planejada, posteriormente o processo foi corrigido. A partir dos dados armazenados no experimento a campo, a simulação da aplicação, com velocidade variável, evidenciou ganhos em tempo e simplicidade para calibrar a vazão. O novo sistema levou dois minutos para calibração, enquanto que o tradicional necessita de quinze a vinte minutos, com o trator ligado consumindo combustível. Por fim, os experimentos adicionais demonstraram o impacto da substituição da mangueira, e a influência do sistema elétrico do trator no controlador original e a imunidade do novo controlador.