Forskning i elektronik og automatisering for landbruget

Hvad vi i dag forstår ved elektronik havde i anden halvdel af halvtredserne faktisk mange år bag sig, men materiellet var generelt umådelig primitivt set i relation til teknikken i dag. Termen ”elektronik” blev først fastlagt i begyndelsen af 1970-erne. Den del af elektronikken der vedrører elektroniske målemetoder og automatisk kontrol kom i løbet af de følgende årtier i stigende omfang til at indgå i den jordbrugstekniske forskning og efterhånden også i landbrugets tekniske udstyr. Ved instituttet kulminerede forsknings- og udviklingsarbejdet på området med bl.a. prototyper af en autonom traktor, der var i stand til at operere tilfredsstillende i rækkeafgrøder.

Den tidligste undersøgelse, hvor der blev anvendt elektronisk måleudstyr ved afdelingen var allerede i 1962. Få år senere, i forbindelse med oprettelsen af det nye laboratorium, fik afdelingen en stor bevilling til anskaffelse af alsidigt anvendeligt apparatur.  I relation til disse anskaffelser indledtes sidst i 1960-erne med to nyansatte ingeniører projektet: Måling med elektronisk udstyr på landbrugsmaskiner, som blev begyndelse på avancerede elektroniske målinger ved afdelingen.

I forbindelse med dette projekt måltes bl.a. kræfter på harvetænder ved hjælp af strain-gauge baserede dynamometre af egen konstruktion. Til konvertering af de ofte meget svingende målesignaler, registeret med galvanometerskriver eller båndoptager, blev der bygget en manuelt betjent kurvelæser og et digitaliseringsapparat, hvormed de analoge signaler kunne overføres til hulstrimmel, der så igen kunne læses og opgøres af de første elektroniske regnemaskiner i Danmark, hhv. den Gier-maskine fra Regnecentralen på H.C. Ørsted Instituttet, og den første IBM computer på Danmarks Tekniske Universitet.

Hen ad vejen blev der suppleret med yderligere instrumenter, herunder først et antal hjemmelavede forstærkere, senere en kommerciel 6-kanals forstærker og en ditto målebåndoptager. Dette efterhånden omfattende udstyr blev anvendt ved mange undersøgelser, hvoraf de vigtigste var målinger i relation til undersøgelser af energiforbruget for aktivt oscillerede og vibrerede harvetænder, plovens trækkraftbehov og belastninger på traktorbagaksel.

Ellers blev der over en længere periode også udviklet målesystemer til en lang række projekter vedrørende udnyttelse af alternativ energi og affaldsbehandling, så som undersøgelser af anlæg til varmegenvinding fra staldluft, forbrænding af husdyrgødning, kompostering af husdyrgødning, separering af gylle m.fl. Disse vedrørte hovedsagelig registreringer af temperatur, strømninger og tryk.

Et high speed kamera blev gennem flere årtier anvendt til klarlæggelse af detaljer i mere end 450 forskellige hurtigforløbende, maskinrelaterede processer, som udgangspunkt for bl.a. problemløsning eller konstruktive forbedringer. Blandt de landbrugsrelaterede opgaver kan nævnes undersøgelse af grønthøsterens arbejdsproces med henblik på forbedring af udformning og konstruktion, samt optagelse af sprøjtedråbers bevægelse og afsætning på plantedele som grundlag for afpasning af sprøjtevæskens overfladespænding. Sidstnævnte optagelse kan nærmest betegnes som high-speed mikroskopi. Af eksterne samarbejdspartnere kan nævnes så vidt forskellige som Statens Redskabsprøver, Hardi, Dronningborg Maskinfabrik, LK, DSB, Flyvevåbnet, Lindø Skibsværft og Rigshospitalet.

Det første projekt hvor elektronikken blev anvendt til udvikling af et egentligt styresystem til landbrugsmaskiner var det såkaldte Master-Slave system, der gjorde det muligt, at køre to traktorer koordineret med én fører. Dette blev realiseret ved, at den ene traktor, S-traktoren, blev forsynet med aktuatorer forbundet til rat og pedaler mm. Disse aktuatorer blev styret med et elektronisk system på grundlag af afstand og vinkel til M-traktoren, bestemt ved hjælp af et elektromagnetisk felt, som kunne indstilles af føreren af M-traktoren. Systemet kom til at virke godt og blev demonstreret i drift på flere af de officielle maskindemonstrationer.

Ind i 1990-erne påbegyndtes udvikling af nye målemetoder og styresystemer til automatisering af processer og maskiner til planteproduktion ved hjælp af nye teknologier, der på det tidspunkt netop var blevet tilgængelige. Den udløsende faktor var ideen om sted- og behovspecifik behandling efter de enkelte delarealers eller planters specifikke behov. Disse metoder kaldtes under et for præcisionslandbrug.

For at kunne realisere dette var der behov for sensorer, der kunne registrere redskabernes geografiske position samt de på denne position relevante egenskaber ved jord og planter. De benyttede målemetoder var især computervision, digital billedbehandling, spektral refleksion og ultra præcis global positionering (RTG GPS). Inden for styreteknikken blev især lagt vægt på udviklingen af systemarkitekturer for eksperimentelle autonome maskiner, såvel som implementering af disse arkitekturer i relation til maskiner i form af computere, programmel, sensorer og aktuatorer på udvalgte typer af maskiner.