Test Drive Sistema de Proteção de Motor e Telemetria LS Tech

Duas importantes ferramentas, o Sistema de Proteção do Motor e o Sistema de Telemetria, oferecidas pela LS Tractor, garantem que até mesmo clientes das linhas menores tenham tratores com tecnologia de ponta e mais segurança

Em geral os testes que fizemos para a

Revista Cultivar Máquinas envolvem tratores, pulverizadores, colhedoras e outras máquinas agrícolas. Para esta edição, a avaliação que fizemos e estamos trazendo aos leitores envolve tecnologias aplicadas aos tratores fabricados pela LS Tractor.
Pela primeira vez, em todos estes anos que colaboramos com o Grupo Cultivar, os testes foram feitos na sede do Laboratório de Agrotecnologia, ligado ao Núcleo de Ensaios de Máquinas Agrícolas (Nema) da Universidade Federal de Santa Maria (RS).
A linha de tratores da marca LS que é oferecida no Brasil se caracteriza por atender, em grande parte, o mercado de pequenos e médios produtores. Em geral, no nosso país, é exatamente esta faixa de potência a que ressente de tecnologia de ponta, disponível com mais frequência nas gamas mais altas. De maneira surpreendente, a LS passa a oferecer alta tecnologia aos seus clientes, inserindo este acréscimo de qualidade aos modelos de pequeno e médio porte.

O teste foi realizado no Laboratório do Nema, na UFSM

Os produtos que nos referiremos neste texto são o Sistema de Proteção do Motor e a Telemetria. Esta ação é resultado de uma parceria da LS com a Colven, desde março de 2017. A Colven é uma empresa de origem argentina, que opera no mercado brasileiro há mais de 20 anos como fabricante de produtos com a sua marca comercial. A empresa, embora com origem na região de Santa Fé, República Argentina, atualmente tem presença em 32 países, com unidades fabris em alguns deles e vários dos seus produtos possuem certificação de qualidade,  tendo parcerias em em alguns projetos com o Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuária (Inta), que é uma organização pública ligada ao Ministério da Agroindústria do país vizinho.
Desde a Agrishow 2017 o Sistema de Proteção do Motor e a Telemetria foram apresentados ao mercado e são oferecidos aos clientes da LS, como equipamento standard na Série H, nos modelos de 115cv, 125cv e 145cv e como opcional em qualquer um dos outros modelos da marca.
O primeiro equipamento disponibilizado na parceria é um dispositivo protetor de motor, denominado “Engine Protection”, que atua sobre a informação fornecida por sensores de temperatura no bloco  e de pressão do óleo lubrificante do motor do trator, fazendo o desligamento automático quando este apresentar sintomas de aquecimento exagerado e diminuição da pressão de lubrificação. Com isto, a proposta da LS e do seu parceiro é proteger o motor, diminuindo gastos decorrentes destas anomalias de funcionamento e desta forma reduzindo ou impedindo necessidade de manutenção corretiva. Esta aplicação também serve para todos os veículos dotados de motor a combustão, como os automóveis, caminhões, tratores, colhedoras e pulverizadores.
Desde o lançamento deste equipamento nos tratores da LS Tractor, as duas empresas vêm demonstrando o seu funcionamento em uma unidade do trator LS Plus 80, com o registro de mais de mil desligamentos provocados através de simulações de aquecimento do motor ou falta de óleo no sistema de lubrificação.
O segundo equipamento avaliado pela equipe da UFSM foi o sistema de Telemetria, Unit Control, fabricado pela Colven e disponibilizado pela LS aos seus clientes. É um sistema de telemetria bastante funcional, que possui ótima interface visual e no qual o produtor rural pode localizar e receber informações instantâneas de localização e funcionamento do seu trator.
Ressalta-se como um diferencial em relação a outras alternativas oferecidas no mercado, que estes dois equipamentos possuem capacidade de utilização em motores de injeção mecânica, convencional e não somente em equipamentos com injeção eletrônica.

PROTETOR ELETRÔNICO DO MOTOR

Trator testado foi preparado para simular problemas de superaquecimento

O equipamento Engine Protection é um sistema de proteção eletrônico para motores, que monitora suas principais variáveis de funcionamento, tais como temperatura do motor, pressão de óleo e tensão da bateria. Ao detectar erro em um ou mais parâmetros de funcionamento do motor, o sistema toma uma decisão pré-programada, emite um alerta sonoro e luminoso indicando a falha no painel do equipamento, e no caso de uma falha crítica, tal como perda de pressão de óleo ou superaquecimento do motor, desliga o motor. Também pode funcionar na indicação de falhas menos graves, como em situações onde a tensão da bateria está abaixo ou acima dos parâmetros predeterminados. Esta ajuda tecnológica permite ao operador focar sua atenção no desenvolvimento da atividade com qualidade, e não necessitar atenção a instrumentos ou sinais luminosos do painel original do veículo.
O conjunto é composto de um módulo, um monitor com teclas e sinais sonoros e luminosos, chicote elétrico de instalação e sensores de pressão do óleo e temperatura no bloco do motor. O módulo, que é de pequena dimensão, pode ser embutido com facilidade no interior do painel do veículo, sem necessidade de grandes modificações. Ele possui um sistema de registro de eventos, sendo que é possível ao usuário do equipamento fazer o download dos registros na versão básica, através de um cabo conectado diretamente ao computador ou em tempo real, quando integrado ao sistema de telemetria Unit Control, que explicaremos a seguir. 
Os registros armazenados permitem verificar a data, o horário, o tipo de evento. Os dados de data de instalação do equipamento, desligamento e religamento da bateria também ficam registrados. A capacidade de armazenamento é de 1.600 eventos, o que corresponde, em média, de seis a oito meses de dados, sempre sobrescrevendo os dados mais antigos, no caso de alcançar o limite de armazenamento da memória. Os tipos de eventos registrados vão desde falhas até as partidas e os desligamentos do motor. Também as leituras e as alterações no sistema podem ter o nome do operador registrado no módulo, pois cada software disponibilizado tem chaves de acesso únicas.
O pequeno monitor que fica preso ao painel do trator conta com dois botões e quatro sinais luminosos. O botão de cor vermelha, ao ser pressionado, anula o funcionamento da proteção do Engine Protection por 16 segundos. Este recurso é de grande importância, em uma situação de emergência, quando o equipamento ou veículo teve seu motor desligado em um local de perigo ou uma situação indesejada, sendo possível ao pressionar este botão, dar a partida no motor e se movimentar a um local seguro. Por motivos de segurança, e também pela política da empresa desenvolvedora do Engine Protection, o botão vermelho pode ser pressionado por quantas vezes o operador demandar, no entanto, cada evento é registrado no módulo, sendo possível a consulta posterior.
O botão verde, ao ser pressionado por aproximadamente dez segundos, executará o teste de proteção do sistema, desligando o equipamento e acionando o alerta sonoro. Com isto, é possível ter a segurança de que se alguma falha grave ocorrer, o sistema que desliga o motor estará atuando perfeitamente, como também o seu alerta sonoro.
Os sinais luminosos de alerta ao usuário são, na sequência: estado de funcionamento do motor e do Engine Protection; alta ou baixa tensão no sistema elétrico; baixa pressão de óleo; alta ou baixa temperatura do motor. Caso haja desconexão dos cabos ou interrupção do sinal que vem dos sensores, o sistema também irá alertar. Quanto maior for o risco ao motor, mais repetitivos serão os sinais sonoros e luminosos.
Os sensores do Engine Protection são inseridos sem que haja interferência na instalação original do trator. O sensor de pressão de óleo é específico para cada motor utilizado, levando em consideração a pressão mínima de óleo para o correto funcionamento daquele modelo de motor. Sua posição de instalação é em paralelo ao sensor original do motor. 
O sensor de temperatura da água mede de forma analógica a temperatura do líquido de arrefecimento nas galerias do cabeçote do motor, sendo configurada como temperatura máxima de operação aquela do motor aplicado, podendo inclusive operar em motores arrefecidos a ar. O sistema tem como diferencial o sensor de temperatura, que é colocado diretamente no cabeçote, medindo tanto a temperatura do líquido ou do ambiente interno da câmara quando da ausência de água, diferindo em posicionamento das instalações originais, em que o sensor é colocado nas mangueiras ou tubulações, geralmente acima do motor e longe dos pontos de maior aquecimento. Caso haja um rompimento e vazamento do fluido de arrefecimento do sistema, os sensores originais podem não avisar da existência de um superaquecimento do motor, e quando o mesmo indicar esta anomalia, os danos possivelmente já ocorreram. 
Também é comum, quando da ausência de água nas tubulações, que o medidor original do motor indique uma queda, seguida da elevação gradual da temperatura, quando os vapores de água chegam no sensor. Porém, quando o ponteiro indicar o superaquecimento, o motor já trabalhou por certo tempo em condições severas, mesmo que o operador veja o termômetro de forma imediata. 
Neste sentido, a empresa instala seus sensores nas galerias de água do cabeçote. Assim, caso deixe de passar água pelas galerias, o cabeçote irá aquecer rapidamente e o sistema irá agir, desligando o motor. Além disto, o sistema conta com a detecção de falhas de sensores ou fraude intencional do sistema, acionando um registro do evento no módulo, quando a alteração foi detectada. Para a localização do ponto exato de inserção do sensor de temperatura, o fabricante disponibiliza um pequeno gabarito para a instalação.
O chicote da instalação elétrica já é fornecido no tamanho correto para instalação conforme o modelo a ser instalado, podendo ser utilizado em qualquer tipo de equipamento, sem alterações na instalação original. Aparenta ótima construção, com carcaça em nylon injetado e fiação de qualidade, envolta em uma capa protetora, com terminais com encaixes robustos.
O sistema de desligamento pode atuar tanto eletricamente, cortando a alimentação do solenoide da bomba injetora, no caso dos motores de ciclo diesel, e da bobina, no caso dos motores ciclo Otto, quanto diretamente, na interrupção do fornecimento de combustível, através de uma eletroválvula.

TELEMETRIA

O sistema de telemetria Unit Control, fabricado pela empresa Colven e instalado nos tratores LS, fornece acesso a uma variedade de informações sobre a frota via sinal de telefonia (GPRS). Certificado pela Anatel, o sistema é composto por módulo PL 210, antena GPS, antena GPRS, antena externa e chicote elétrico. O módulo PL 210 é  eletrônico, encarregado de processar os dados recebidos, como posição georreferenciada, velocidade de deslocamento instantânea, transmitindo estes dados para o servidor, onde ficam armazenados como eventos e são disponibilizados para visualização a qualquer momento. 
Este sistema permite que o gestor da frota tenha informações precisas sobre localização, horas de funcionamento (horas ligadas e horas produtivas),  resumo de estado da frota, imagem do percurso via Google Earth, problemas no motor (relatório exclusivo de cada unidade), relatório de velocidade e rpm da TDP. 
Como opcional, o sistema oferece opções de identificação das unidades (trator e equipamento utilizado), identificação de operador (identificação/relatório de produtividade da pessoa), controle por áreas através de cercas eletrônicas que delimitam o perímetro de trabalho da unidade, alerta de entrada em áreas de risco ou áreas não permitidas e botão de pânico ou emergência. 
Através da plataforma Gestya InfoWeb, acessada através de qualquer computador pessoal, ou pelo aplicativo para celulares, com conexão à internet, o gestor tem acesso remoto às informações de cada unidade da frota, o que lhe permite acompanhar, em tempo real, o desempenho das atividades. A transferência do pacote de dados, quando o trator se encontra desligado, ocorre de hora em hora. Com o trator ligado a transferência ocorre a cada minuto quando o percurso for em linha reta. Se houver mudança de direção, o sistema identifica a alteração do movimento e envia os dados em menor espaço de tempo. No caso de ocorrer um alerta, o sistema envia um ponto no momento da ocorrência. 
Ademais, o sistema permite cadastrar manutenções que podem ser determinadas por quilômetro percorrido ou horas trabalhadas, indicando ao operador com até 20 horas de antecedência a operação programada para a unidade. O usuário do sistema é quem faz os relatórios conforme for conveniente, podendo ainda a criação de hierarquia entre os usuários. 
O módulo PL 210 possui tamanho reduzido, o que permite fácil ocultação dentro do painel do veículo. Em determinados casos é interessante que o operador não saiba da existência deste sistema de controle. O módulo possui bateria interna, que permite funcionar por algum tempo, mesmo que o veículo tenha a alimentação principal cortada.
Além do módulo PL 210, a empresa parceira disponibiliza aos clientes LS uma gama de itens adicionais personalizáveis conforme a aplicação, tais como sensor de rotação da TDP, sensor de temperatura para furgões, identificador de motorista por chave de código único, botão de abertura de porta, identificador de reboque ou equipamento acoplado e identificador de reboque com localizador, calibrador eletrônico para pneus, além de se comunicar e receber os dados de temperatura, pressão, tensão de bateria e status de funcionamento do módulo de proteção do motor Engine Protection.
Os dados de funcionamento do veículo referente aos módulos instalados ficam disponíveis na plataforma Gestya InfoWeb, o que permite facilidade em gerenciar a frota de equipamentos, principalmente através dos alarmes configuráveis, sendo recebidos em um computador ou dispositivo móvel, ou mesmo por correio eletrônico.
Os alertas de eventos possibilitam ao gerenciador da frota, uma rápida percepção do problema, mesmo sem estar acompanhando o veículo em que ocorreu o alarme, tendo assim um menor tempo de resposta ao efetuar uma tomada de decisão.
Além disto, é possível visualizar o total de horas trabalhadas, o tempo em funcionamento, o tempo em deslocamento, o odômetro, o trajeto, a velocidade média do trajeto, os excessos de velocidade, sempre informando data, hora e local das ocorrências.
Também é possível monitorar as rotações da TDP, através de um kit oferecido opcionalmente, composto por um sensor indutivo, suporte e anel que são fixados na TDP. Neste anel tem um ímã, sendo que a cada rotação do eixo o sensor lê um pulso, convertendo diretamente para as rotações da TDP. Através do sistema de telemetria Unit Control, por exemplo, é possível o gestor acompanhar em tempo real se a aplicação de defensivos pelo operador está sendo realizada na rotação correta.

TESTE

O sistema de telemetria permite que o gestor da frota tenha
informações precisas sobre localização

Para a realização desta avaliação, as atividades de reconhecimento do funcionamento dos dispositivos ocorreram no Laboratório de Agrotecnologia da UFSM, no qual se verificou a atuação do dispositivo de proteção do motor, seguindo, posteriormente, a uma área do Centro de Eventos da UFSM para realização do teste de verificação do funcionamento do sistema de telemetria do trator. O percurso predefinido para o teste de telemetria constituiu-se do deslocamento do veículo por caminhos de contorno em quadras do local, para que fossem observados o desempenho do dispositivo ao marcar a rota da unidade e o envio dos dados à plataforma.
Para o teste dos dispositivos tecnológicos nos tratores LS, o fabricante disponibilizou um modelo LS Plus 80, em que foi instalado um equipamento adaptado para realizar a simulação do funcionamento do motor em condições onde seria necessário fazer o desligamento automático do motor, ou seja, baixa pressão de óleo lubrificante e alta temperatura do mesmo. Para provocarmos a atuação do sistema de proteção, com o corte de combustível, o equipamento criava condições de baixa pressão de óleo do motor, removendo parte do óleo lubrificante do motor, levando este óleo até um reservatório externo. Nestas condições de reduzidas quantidades de óleo no cárter à disposição da bomba de lubrificação, o sensor fazia a leitura de uma pressão baixa e provocava o corte do fluxo de combustível e consequentemente da injeção de combustível. Repetimos esta simulação várias vezes, com visualização da eficiência do sistema.
Assim que o sensor do sistema de proteção detectava a baixa pressão de óleo lubrificante do motor, acendia um LED de cor vermelha no painel de monitoramento do sistema de proteção do trator, seguido do imediato desligamento do motor do trator e da emissão de um sinal sonoro, impedindo, assim, o funcionamento do motor em condições inadequadas. Ao mesmo tempo da ocorrência da atuação do sistema de proteção, este envia uma notificação no celular, mostrando o local, a hora e a pane ocorrida no trator.
Por segurança do operador, constatamos que ao acionarmos o botão de cor vermelha do painel de controle, pudemos forçar o funcionamento do motor, burlando o sistema de proteção, permitindo o funcionamento do trator por 16 segundos. Evidentemente que este sistema serve apenas para a solução de um problema de posicionamento do veículo em local seguro, quando em situação de risco. Fizemos esta ação, verificando que é possível ainda que o operador use várias vezes, no entanto sua ação ficará registrada no sistema.
Outro teste que pudemos fazer, utilizando o módulo de demonstração da empresa foi o de verificar a atuação do sistema de proteção através do controle da temperatura do motor. Para isto havia outro depósito externo para migrar o líquido do sistema de arrefecimento. Com o trator em funcionamento, um sistema de bombeamento direciona o líquido de arrefecimento para este depósito externo, esvaziando o radiador, as câmaras do bloco e do cabeçote e as mangueiras, provocando o aquecimento do motor e a verificação desta temperatura crítica pelo sensor de temperatura do motor. Quando esta atingia o nível máximo predefinido pelo sistema, verificou-se a ação de corte da alimentação de combustível, provocada pela atuação do sistema de proteção. Da mesma forma, o painel de controle indicava qual o problema que gerou o desligamento do motor, seguido de aviso sonoro e o envio de uma notificação a um aplicativo de celular do proprietário ou concessionário.
Verificamos que os dados de pressão de óleo lubrificante e temperatura do motor do trator eram registrados em cada acontecimento, em um módulo de armazenamento de dados, permitindo assim o controle das condições de funcionamento e parada do trator, obtidos em tempo real por telemetria, ou ainda baixados através do módulo do sistema.
Uma das dúvidas que tínhamos era sobre a segurança no funcionamento do sistema de controle. Nos foi explicado que o painel de controle das condições de trabalho do motor informa quando houver um problema de funcionamento dos sensores de proteção do motor através de um sinal luminoso. Com isso, durante o teste, desconectamos os cabos dos sensores, permitindo identificar a falha na aquisição de dados e consequentemente da segurança do motor, devido a algum fio rompido ou desconectado. Para certificar-se do pleno funcionamento do sistema de proteção do motor, acionamos o botão verde do painel, que realiza um desligamento do motor, indicando-nos que o sistema de proteção estava atuando corretamente.
Para o teste do sistema de telemetria, realizamos o acompanhamento do trator a partir de um aplicativo de celular e uma página do sistema na internet, usando login e senha cadastrados no servidor do sistema Gestya InfoWeb. Para isto, a equipe de teste se dividiu, uma parte acompanhando o trator em um percurso predefinido, dentro da área de centro de eventos da UFSM, em um trajeto de aproximadamente dois quilômetros, distantes 900 metros do local onde permaneceu a outra metade da equipe, acompanhando, através da telemetria, a movimentação do veículo e identificando parâmetros de funcionamento do mesmo em tempo real. Recebemos informação do trator, como temperatura e pressão do óleo, velocidade de deslocamento e rotação da tomada de potência em tempo real, através do aplicativo.
Além disso, o sistema de telemetria nos informava a localização atual e a trajetória do trator durante seu funcionamento. Pôde-se verificar que a atualização do posicionamento e da trajetória do trator era feita a cada minuto, no entanto, este tempo de aquisição dos dados era menor a partir do momento em que havia mudança na trajetória, como uma curva ou, ainda, na ocorrência de desligamento do trator pelo sistema de segurança.

TRATORES LS
Com fábrica em Garuva, Santa Catarina, a LS Mtron iniciou a fabricação de tratores no Brasil no ano de 2013. Atualmente, fabrica tratores, carregadores frontais e semeadoras. Na linha de tratores, o portfólio da LS Tractor possui sete modelos de 40cv a 100cv, divididos em quatro séries (Série G, Série R, Série U e Série Plus).
A série G possui apenas o modelo G40, de 40cv, motor três cilindros, marca LS, de injeção direta, a transmissão característica da marca é de 12Fx12R, com reversor no volante para facilitar a operação. 
A série R possui dois modelos (R50 e R60), de 50cv e 60cv, respectivamente. Os modelos são equipados com motor LS, quatro cilindros de injeção direta, com tecnologia de redução de emissões padrão Tier III. O trator pode vir equipado com super-redutor, o que transforma a transmissão em 32 marchas à frente e 16 marchas à ré, com reversor mecânico, nas versões plataformada e cabinada.
O trator U60, da série U, de 65cv, possui transmissão de 16Fx16R, podendo vir equipado com super-redutor (32 marchas à frente e 16 marchas à ré). O sentido de movimento do trator é dando pelo inversor localizado à esquerda do volante, podendo ser mecânico ou eletro-hidráulico. Está disponível nas versões cabinada e plataformada. 
Atualmente, os tratores de maior potência fabricados pela LS Tractor no Brasil são da série Plus. São três modelos (Plus 80, Plus 90 e Plus 100), de 80cv, 90cv e 100cv, respectivamente. Os três modelos vêm equipados com motor MWM, de quatro cilindros, bomba de injeção Delphi modelo DP 100 e somente o modelo Plus 80 é aspirado, os demais utilizam turbo compressor. Quanto à transmissão, o número de marchas é 12x12, tendo um inversor ao lado do volante para facilitar a operação. O posto do operador pode ser plataformado ou cabinado. Os tratores das séries R, G, U e Plus possuem tomada de potência independente, com três velocidades de operação, 540rpm, 750rpm e 1.000rpm.
Uma nova série de tratores, a Série H, de potência de 110cv a 150cv, com transmissão Syncro Shuttle de12Fx12R ou Power Shuttle de 20Fx20R, foi apresentada na Expointer 2017, e estará disponível para venda após o Agrishow de Ribeirão Preto. São nestes modelos da Série H que a LS Tech traz como equipamento standard o sistema de proteção do motor e telemetria, que testamos para Revista Cultivar. 

LOCAL DO TESTE

O teste do sistema de proteção do motor e de telemetria do trator LS Plus 80 foi realizado no Laboratório de Agrotecnologia do Núcleo de Ensaios de Máquinas Agrícolas (Nema) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) localizado na cidade de Santa Maria, estado do Rio Grandedo Sul. O Nema é um órgão suplementar do Centro de Ciências Rurais da UFSM que possui autonomia administrativa desde 1991, com missões de ensino, pesquisa, difusão de tecnologia, avaliação de máquinas agrícolas, desenvolvimento de produtos e projetos em apoio ao ensino de graduação, pós-graduação e à comunidade em geral. 

Integrado ao Nema, o Laboratório de Agrotecnologia – Agrotec - é um laboratório de pesquisa científica voltado ao campo das novas tecnologias agrícolas, que possibilita ampla atuação no meio acadêmico, agrícola e industrial. Atualmente, o laboratório realiza trabalhos voltados a avaliações e ensaios de tratores agrícolas, englobando temáticas como: ergonomia e segurança, desempenho em tração e desempenho em bancadas dinamométricas, sendo referenciado como um dos mais importantes laboratórios no Brasil a desenvolver avaliações desta natureza.

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José Fernando Schlosser

Laboratório de Agrotecnologia/Nema - UFSM

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