بخشی از مقاله
چکیده
پسته از لحاظ اقتصادی مهمترین محصول کشاورزی در ایران است . امروزه مهمترین خطری که بازارهای داخلی و خارجی پسته را تهدید میکند بالا رفتن هزینه های تولید و پایین بودن عملکرد آن در واحد سطح است که آثار سرمازدگی و پدیده-های جوی ناگوار در مناطق کویری و همچنین امراضی مانند قارچ افلاتوکسین مزید بر علت شده است. در حال حاضر خشک-کنهای پسته به صورت ساده و غیرهوشمند عمل می کنند که میزان گرما دهی کنترل نمیشود و پستههای خروجی رطوبت متغیری دارند، آنها یا بیش از حد مرطوباند و یا بیش از حد خشک.
در این تحقیق به منظور افزایش کیفیت وکاهش هزینه-های تولید، یک سیستم هوشمند برای ماشین های خشک کن پسته طراحی و ارائه شده است . این سیستم با استفاده از میکروکنترلرهای AVR ساخته و برنامه ریزی شده است که با استفاده از سنسورهای رطوبتی و دمایی رطوبت پسته خروجی را کنترل میکند. با استفاده از این سیستم به میزان قابل توجهی در مصرف انرژی هم صرفهجویی میشود. این تحقیق در بهار 91 و در دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شده است.
مقدمه
امروزه تولیدات پسته در جهان سالانه به بیش از 500 هزار تن رسیده است، که بیش از300 هزار تن آن در ایران تولید می شود. از پستههای تولید شده در ایران %15 آن به مصرف داخلی می رسد و %85 آن صادر می - شود که این میزان صادرات حدود 1 میلیارد دلار واردات ارز برای کشور به همراه دارد . این امر باعث شده تا پسته رتبه اول را در صادرات غیر نفتی به خود اختصاص بدهد . پسته یکی از محصولات بومی ایران بشمار می رود که به خاطر کیفیت عالی آن در بین کشورهای تولید کننده این محصول از مرغوبیت ویژه ای برخوردار است به همین دلیل باید برای حفظ موقعیت جهانی آن تلاش بیشتری اعمال گردد.
امروزه بزرگترین خطری که بازارهای داخلی و خارجی پسته ایران را تهدید میکند بالا رفتن هزینههای تولید و پائین بودن راندمان تولید در واحد سطح است، که آثار سوء سرمازدگی و پدیده های ناگوار جوی در مناطق کویری و همچنین امراضی مانند قارچ افلاتوکسین مزید بر علت شده است . همچنین با توجه به اینکه امروزه صرفه جویی در انرژی به یکی از اولویت های صنعت تبدیل شده است بنابراین بر آن شدیم تا با طراحی سیستمی ، علاوه بر کنترل بیشتر روی میزان رطوبت پسته ، در مصرف انرژیهای تجدیدناپذیر نیز صرفهجویی کنیم.
به کلیه عملیاتی که منجربه پوستگیری، شستشو، جداسازی، خشک کردن و درجه بندی محصول می شود فرآوری میگویند. این عملیات توسط یک دستگاه کاملا مکانیزه و در مدتی بسیار کوتاه انجام می شود. بطوریکه محصول حمل شده از باغ وارد دستگاه شده و پوست نرم، دم خوشه، برگ درخت و سا یر مواد اضافی جداسازی شده و از خط خارج می شود. در ادامه خط، محصول پسته پوست گیری شده به وسیله آب تمیزی که فقط یک بار مصرف میشود - بصورت غوطهوری یا مهپاش - شستشو میگردد. سپس عمل جداسازی پسته های کال، نیمه مغز و رسیده کامل انجام می شود و در محل جداگانهای قرار میگیرند.
این جداسازی باعث کاهش و جلوگیری از انتشار آلودگی-های پسته های سالم می گردد. بعد از اینکه پسته های سالم مغزدار شسته شدند وارد دستگاه خشککن - نمگیر - شده آب اضافی و مقداری از رطوبت مغز پسته گرفته می شود. در انتهای این دستگاه رطوبت پسته به %13-12 میرسد. بعد از اینکه پسته ها از خشک کن خارج شدند پسته ها بر روی میدان آفتاب و یا خشک کنهای مختلف منتقل میشوند تا میزان رطوبت آن ها به %6-4 برسد. با میزان رطوبت ذکر شده پسته را می توان به مدت طولانی در انبار بدون آنکه دچار قارچ یا عفونت شود نگهداری کرد.
سیستم کنترل کننده طراحی شده این توانایی را دارد که رطوبت پسته را در نقاط مختلف اندازه گیری کند و در مواقعی که رطوبت محصول از محدوده رطوبتی مطلوب خارج شده باشد، دستورات لازم را جهت رسیدن محصول به رطوبت مطلوب بدهد.
مواد و روشها
وسایل مورد استفاده اصلی برای طراحی این سیستم عبارتند از:
- 1 سنسور رطوبتی: با مطالعه بر روی انواع سنسورها، در نهایت از سنسور رطوبتی HS1101 استفاده شد که در بین سنسورهای رطوبتی موجود، گزینه مناسبی است.
مدار مورد نیاز برای استفاده از این سنسور در شکل1 رسم شده است:
شکل .1 مدار مورد نیاز برای استفاده از سنسور رطوبتی
خروجی سنسور آنالوگ و به صورت ولتاژی است که میزان رطوبت را از طریق فرمول زیر می توان به دست آورد
Vout = Vcc* - 0.00474*%RH+0. 2354 -
:Vcc ولتاژ ورودی به مدار
:Vout ولتاژ خروجی از مدار
:%RH درصد رطوبت
این ولتاژ به یکی از پایه های ADC میکروکنترلر اعمال میشود.
2 - میکروکنترولر: یک میکروکنترلر از سری میکروکنترلرهای AVR ATmega که به عنوان تحلیلگر و دستوردهنده سیستم استفاده می شود. در واقع میکروکنترلر همان هسته مرکزی سیستم است . جهت برنامهریزی بر روی میکروکنترلر مذکور ا ز برنامههای مختلف رایانه ای از قبیل CodeVisionAVR و Proteus استفاده شده است.
3 - سنسور دما: از یک سنسور دما LM35 برای اندازه گیری میزان گرمای موجود استفاده شده است، که این سنسور نیز با بررسی سنسورهای موجود در بازار انتخاب شده است.
4 :LCD - برای نمایش اطلاعاتی از قبیل درصد رطوبت و درجه حرارت خشککن استفاده میشود.
