Seed sensor position on seeder performance at varying speeds

ABSTRACT: The uniformity of seed distribution and sowing speed directly impact crop quality and productivity. This experiment assessed how the position of the sowing monitoring sensor influences the distribution of cotton seeds using a pneumatic meter at different operating speeds. The experiment employed a completely randomized two-factor factorial design on a static simulation bench. The first factor involved the sensor installation sites (upper, middle, and lower portions of the conductor tube and conveyor belt), while the second factor encompassed simulated speeds of 3.0, 5.0, 7.0, 9.0, and 11.0 km/h. Parameters such as frequency of double, flawed, and acceptable spacing, coefficient of variation, and precision index were measured based on five replications of 250 consecutive spacing. The results indicated that the sensor’s placement significantly influences reading accuracy. Optimal results were observed when the sensor was positioned at the final portion of the conductor tube, providing more accurate seed deposition, and facilitating decision-making

Development of a drip irrigation system by microtubes kit with pump propelled by solar energy

O bombeamento de água por meio da energia solar vem se mostrando uma alternativa para localidades onde outras fontes de energia não estão disponíveis ou são limitadas. Torna-se interessante aliar essa alternativa a um sistema de irrigação que opera com vazão e pressão relativamente baixas, como a irrigação localizada por microtubos, possibilitando assim a obtenção de alta eficiência. No presente trabalho teve-se por objetivo dimensionar e avaliar um kit de irrigação por microtubos, alimentado por bomba acionada com energia solar; e apresentar o custo e a economia de energia obtida com a utilização do kit desenvolvido. O kit foi composto por linhas laterais de irrigação, moto-bomba de deslocamento positivo (DC), gerador fotovoltaico, bateria, controlador de carga e válvulas solenóides. Assim, três etapas foram realizadas sendo o dimensionamento e avaliação dos emissores e das linhas laterais; a escolha e a avaliação do conjunto de bombeamento por energia solar; e, por fim, a instalação do kit em quatro canteiros de irrigação de cultivo de alface para avaliação do kit de irrigação. Em laboratório, as linhas laterais apresentaram \"excelente\" uniformidade (maior que 95,8%) para os três coeficientes de uniformidade avaliados; e a moto-bomba selecionada potencializou a irrigação de até 15 canteiros (270 m2) com rendimento de 10,8%. Nos canteiros, o sistema de irrigação também apresentou \"excelente\" uniformidade (maior que 94,7%) para os coeficientes avaliados. Nos maiores tempos observados, o sistema de bombeamento apresentou rendimentos do conjunto moto-bomba, de conversão e global de 9,7%, 36,6% e 2,4%, respectivamente. O custo fixo total de implantação do kit desenvolvido para a irrigação de 15 canteiros foi de R$4.313,33 com automação, ou R$ 3.088,33 sem automação. Na área e no período avaliado, o kit desenvolvido promoveu economia de energia de 4,5 kWh. Simulando-se o cultivo da alface por um ano, estimou-se uma economia de 63 kWh. Assim, o kit desenvolvido mostrou-se tecnicamente viável para irrigação da olerícola, observando-se a necessidade de equipamentos com diferentes características no mercado, que poderiam potencializar a eficiência do sistema.The water pumping by solar energy has proven to be an alternative to locations where energy sources are not available or are limited. It\'s interesting to combine it with an irrigation system that operates with relatively low flow and low pressure, as drip irrigation with microtubes, in order to obtain high efficiency. The present study aimed to design and evaluate a microtubes irrigation kit, powered by solar energy pump; and show the cost and energy saving provided by the use of the kit developed. The kit was provided by lateral irrigation lines, positive displacement pump (DC), photovoltaic generator, battery, charge controller and solenoid valves. Three steps were followed: the design and evaluation of emitters and lateral lines; the selection and evaluation of the pumping set by solar energy; and the installation of the kit in four flowerbeds irrigating lettuce to evaluate the irrigation kit. In the laboratory, the lateral lines had \"excellent\" uniformity (greater than 95,8%) for the three uniformity coefficients evaluated; and the selected pump potentiated irrigation up to 15 flowerbeds (270 m2) with a 10.8% efficiency. In flowerbeds, the irrigation system also presented \"excellent\" uniformity (greater than 94.7%) for the evaluated coefficients. In the days when the irrigation time were higher, the pumping system presented motor pump set, conversion and overall efficiencies in the order of 9.7%, 36.6% and 2.4%, respectively. The total fixed cost of deployment kit developed for irrigation of 15 flowerbeds was R$4313.33 with automation, or R$ 3083.33 without automation. In the area and period evaluated, the developed kit promoted 4.5 kWh energy savings. Simulating the cultivation of lettuce for a year, a 63 kWh saving was estimated. Therefore, the kit developed proved to be technically feasible for lettuce irrigation, observing the need for equipment on the market with different characteristics that could increase the system efficiency

Desenvolvimento de aspersor com orifício ajustável utilizando mecanismo tipo íris para uso em irrigação em taxa variada

Variable rate irrigation intends to supply water identifying \"when\", \"where\" and \"how much\" should be apply, resulting in optimised use of water, increased crop productivity, energy saving and decreased nutrient leaching. Firstly, the concept of an adjustable orifice sprinkler using an iris mechanism actuated by a stepper motor for use in variable rate irrigation was proposed and developed. A prototype was manufactured using additive manufacturing techniques. Its operational characteristics were evaluated. To predict the flow rate, a deterministic model that represented the operation of the sprinkler was proposed and validated. Secondly, to verify the suitability of the water distribution patterns of prototype, rotating and fixed spray plate sprinklers (RSPSs and FSPSs, respectively) were attached to this, each equipped with two different deflector plates, to the mechanism. Tests indoors were performed. Mathematical overlaps were also performed for 2 and 3 m sprinkler spacing. The main results showed that: (1) The observed discharge coefficients varied according to the operating conditions, these being 0.530 when the orifice was fully opened and an average of 0.636 when the iris mechanism reduced the orifice section; (2) for the condition of a partially opened orifice, the phenomenon of jet inversion occurred causing the jet to become asymmetrical; (3) the simulated sprinkling uniformities of lateral line travel were 61.2-91.6% and 88.5-98.7% for FSPSs and RSPSs respectively under different sprinkler spacing conditions; (4) FSPSs presented high potential for surface runoff.A irrigação em taxa variada tem a intenção de fornecer água, identificando \"quando\", \"onde\" e \"quanto\" deve-se aplicar, resultando em uso otimizado da água, aumento da produtividade agrícola, economia de energia e diminuição da lixiviação de nutrientes. Primeiramente, o conceito de um aspersor de orifício ajustável usando um mecanismo tipo íris, acionado por um motor de passo, para uso em irrigação em taxa variada foi proposto e desenvolvido. Um protótipo foi fabricado usando técnicas de manufatura aditiva. Suas características operacionais foram avaliadas. Para predizer a vazão, um modelo determinístico que representa a operação do aspersor foi proposto e validado. Em um segundo momento, para verificar a adequação dos padrões de distribuição de água do protótipo, aspersores convencionais com placas defletoras rotativas e fixas (RSPSs e FSPSs, respectivamente) foram acoplados a este, cada um equipado com duas placas defletores diferentes, sendo que testes em laboratório foram realizados. Sobreposições matemáticas também foram realizadas para simular espaçamentos entre aspersores de 2 e 3 m. Os principais resultados mostraram que: (1) os coeficientes de descarga observados variaram de acordo com as condições de operação, sendo 0,530 quando o orifício foi totalmente aberto e um valor médio de 0,636 quando o mecanismo íris reduziu a seção do orifício; (2) para a condição de um orifício parcialmente aberto, ocorreu o fenômeno de inversão de jato, fazendo com que o jato se tornasse assimétrico; (3) as uniformidades de aplicação simuladas de linha lateral em operação foram 61,2-91,6% e 88,5-98,7% para FSPSs e RSPSs, respectivamente sob diferentes condições de espaçamento entre aspersores; (4) FSPSs apresentaram elevado potencial de escoamento superficial

Development of a drip irrigation system by microtubes kit with pump propelled by solar energy

O bombeamento de água por meio da energia solar vem se mostrando uma alternativa para localidades onde outras fontes de energia não estão disponíveis ou são limitadas. Torna-se interessante aliar essa alternativa a um sistema de irrigação que opera com vazão e pressão relativamente baixas, como a irrigação localizada por microtubos, possibilitando assim a obtenção de alta eficiência. No presente trabalho teve-se por objetivo dimensionar e avaliar um kit de irrigação por microtubos, alimentado por bomba acionada com energia solar; e apresentar o custo e a economia de energia obtida com a utilização do kit desenvolvido. O kit foi composto por linhas laterais de irrigação, moto-bomba de deslocamento positivo (DC), gerador fotovoltaico, bateria, controlador de carga e válvulas solenóides. Assim, três etapas foram realizadas sendo o dimensionamento e avaliação dos emissores e das linhas laterais; a escolha e a avaliação do conjunto de bombeamento por energia solar; e, por fim, a instalação do kit em quatro canteiros de irrigação de cultivo de alface para avaliação do kit de irrigação. Em laboratório, as linhas laterais apresentaram \"excelente\" uniformidade (maior que 95,8%) para os três coeficientes de uniformidade avaliados; e a moto-bomba selecionada potencializou a irrigação de até 15 canteiros (270 m2) com rendimento de 10,8%. Nos canteiros, o sistema de irrigação também apresentou \"excelente\" uniformidade (maior que 94,7%) para os coeficientes avaliados. Nos maiores tempos observados, o sistema de bombeamento apresentou rendimentos do conjunto moto-bomba, de conversão e global de 9,7%, 36,6% e 2,4%, respectivamente. O custo fixo total de implantação do kit desenvolvido para a irrigação de 15 canteiros foi de R$4.313,33 com automação, ou R$ 3.088,33 sem automação. Na área e no período avaliado, o kit desenvolvido promoveu economia de energia de 4,5 kWh. Simulando-se o cultivo da alface por um ano, estimou-se uma economia de 63 kWh. Assim, o kit desenvolvido mostrou-se tecnicamente viável para irrigação da olerícola, observando-se a necessidade de equipamentos com diferentes características no mercado, que poderiam potencializar a eficiência do sistema.The water pumping by solar energy has proven to be an alternative to locations where energy sources are not available or are limited. It\'s interesting to combine it with an irrigation system that operates with relatively low flow and low pressure, as drip irrigation with microtubes, in order to obtain high efficiency. The present study aimed to design and evaluate a microtubes irrigation kit, powered by solar energy pump; and show the cost and energy saving provided by the use of the kit developed. The kit was provided by lateral irrigation lines, positive displacement pump (DC), photovoltaic generator, battery, charge controller and solenoid valves. Three steps were followed: the design and evaluation of emitters and lateral lines; the selection and evaluation of the pumping set by solar energy; and the installation of the kit in four flowerbeds irrigating lettuce to evaluate the irrigation kit. In the laboratory, the lateral lines had \"excellent\" uniformity (greater than 95,8%) for the three uniformity coefficients evaluated; and the selected pump potentiated irrigation up to 15 flowerbeds (270 m2) with a 10.8% efficiency. In flowerbeds, the irrigation system also presented \"excellent\" uniformity (greater than 94.7%) for the evaluated coefficients. In the days when the irrigation time were higher, the pumping system presented motor pump set, conversion and overall efficiencies in the order of 9.7%, 36.6% and 2.4%, respectively. The total fixed cost of deployment kit developed for irrigation of 15 flowerbeds was R$4313.33 with automation, or R$ 3083.33 without automation. In the area and period evaluated, the developed kit promoted 4.5 kWh energy savings. Simulating the cultivation of lettuce for a year, a 63 kWh saving was estimated. Therefore, the kit developed proved to be technically feasible for lettuce irrigation, observing the need for equipment on the market with different characteristics that could increase the system efficiency

Minor losses through start connectors in microirrigation laterals: dimensional analysis and artificial neural networks approaches

In microirrigation systems, start connectors are used at lateral-manifold or microtube-lateral junctions, and minor losses occur when water flows through the start connectors. The connector’s geometry may cause contractions and/or expansions in the flow section, inducing local head losses that should be considered when designing irrigation subunits. The objective of this research was to analyze the experimental datasets available from previous studies in order to develop and validate mathematical models to estimate local head losses through start connectors using dimensional analysis and artificial neural networks. A dataset with 55,331 records of local head loss as a function of flow rate through several geometries of start connectors was evaluated. Four models based on dimensional analysis and artificial neural networks were developed and validated. The local head losses through start connectors depended on the fluid properties, operating hydraulic conditions, and geometric characteristics of the start connectors. For the full and simplified models based on dimensional analysis, 95% of discharge predictions had relative errors less than 13.0% and 14.3%, respectively. For the full and simplified models based on neural networks, 95% of discharge predictions had relative errors less than 12.2% and 12.7%, respectively. A web application was developed to facilitate the discharge predictions. Depending on the connector’s geometry, the minor losses through start connectors represent a significant percentage of the total head loss along the lateral.146