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자탈형 콤바인 수확량 예측을 위한 유량센서 제작 및 측도설정
안경진 ( Kyuongjin An ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
최근 농업분야에서는 정밀농업을 활용한 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다. 정밀농업에서 기초가 되는 수확량 정보는 작물의 수확량 변이를 가시화하여, 작업자에게 제공하는 기술이다. 최근, 미국, 일본 등 농업 선진국에서는 수확량 모니터링 시스템이 적용된 콤바인을 보급하며, 작업자에게 수확량 정보를 제공하고 있다. 해외에서는 이미 보급되고 있는 기술이지만 국내에서는 수확량 모니터링 시스템에 대한 연구가 미흡하다. 따라서, 본 연구에서는 자탈형 콤바인 수확량 예측을 위한 유량센서를 개발하기 위하여 유량센서를 제작하고 제작한 유량센서의 측도를 설정하였다. 본 연구에서는 콤바인의 유량 예측을 위하여 충격판식 유량센서를 이용하였다. 충격판식 유량센서는 로드셀 전면에 충격판을 설치하여 투입되는 곡물이 충격판에 충돌하는 힘을 측정하여 유량을 예측하는 방식으로 유량센서에 가장 많이 이용되고 있다. 충격판식 유량센서에는 용량 10 kg의 로드셀(PC22, flintec, UK) 제품을 이용하였으며, 충격판의 크기는 100×90×2 mm(Width×Height×Thickness)로 제작하였다. 제작된 유량센서는 콤바인(DX120, Daedong, Korea) 곡물탱크 내부 수직이송오거의 확산판 측면에 설치하였다. 곡물을 콤바인에 투입하기 위하여 별도의 곡물 투입장치를 제작하였으며, 곡물은 가로이송오거에 투입되도록 하였다. 곡물 투입장치는 호퍼의 열림량을 통하여 유량을 조절할 수 있도록 하였다. 제작된 유량센서의 측도 설정을 위하여 유량을 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 kg/s 으로 투입하며 유량센서의 출력 전압(mV) 값을 측정하였으며, 각 유량별로 3반복 측정하였다. 측정된 데이터는 중간 부분 30 s 동안의 센서 출력값을 평균하여 곡물 유량에 해당하는 센서 출력값을 계산하였다. 측정 결과 각각의 유량에 대한 센서 출력값은 0.0223, 0.0298, 0.0380, 0.0473, 0.0631 mV로 나타났다. 유량을 독립변수, 센서 출력값을 종속변수로 회귀분석 결과 결정계수(R2)는 0.9979로 높은 선형적 관계를 나타내 본 연구에서 제작된 유량센서를 통해 콤바인의 실시간 유량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.
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