Programa computacional para seleção de engrenagens

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GLOBAL SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN 1984 - 3801)

PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA SELEÇÃO DE ENGRENAGENS DE
UMA SEMEADORA ADUBADORA DE PRECISÃO1

Pablo Pereira Corrêa Klaver2*, Ricardo Ferreira Garcia2, Welington Gonzaga Vale2,
José Sá Vasconcelos Júnior2, Delorme Corrêa Júnior2

Resumo: O uso de programas computacionais no setor agrícola permite atingir objetivos
específicos na área. Dentre esses, um dos mais complexos é a seleção adequada de máquinas e
implementos agrícolas, visando a otimização de operações agrícolas, devido, principalmente,
à grande variedade de equipamentos existentes no mercado e a gama de tarefas e situações de
trabalho que estas são submetidas no campo. O objetivo deste trabalho, desenvolvido em
PHP, foi selecionar as engrenagens do sistema de transmissão de uma máquina semeadora
adubadora de precisão para regulagem da densidade de sementes, facilitando e tornando, de
maneira mais rápida, a determinação das engrenagens a serem utilizadas na máquina. A partir
do programa desenvolvido, tornou-se possível a execução de tarefas para cálculos para a
seleção de engrenagens de forma simplificada através da internet.

Palavras-chave: engrenagens, mecanização agrícola, programação.

COMPUTATIONAL PROGRAM FOR SELECTING GEARS OF A PRECISION
FERTILIZER SOWER

Abstract: The use of computer programs in agricultural sector could achieve specific
objectives in area. Among these, one of most complex is the selection of farm machinery and
implements for optimization of agricultural operations, primarily due to wide variety of
equipment on market and range of tasks and work situations that they are subjected in the
field. This study, developed in PHP, aimed to select the gears of transmission system of a
seeding machine, precision seeder for adjustment of seed density, making it easier and, more
quickly, determination of the gears to be used in machine. The developed program made
possible to performing tasks for calculations for selection of gears in a simple way via
Internet.

Keywords: gears, agricultural machinery, programming.

1
Extraído da dissertação de mestrado do primeiro autor.
2.
Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Av. Alberto Lamego, 2000 - Campos dos Goytacazes
(RJ) – CEP.: 28013-600. *E-mail: garcia@uenf.br. Autor para correspondência.

Recebido em: 28/02/2010. Aprovado em: 29/03/2011.

Gl. Sci. Technol., v. 04, n. 01, p.115 – 123, jan/abr. 2011.

P. P. C. Klaver 116

INTRODUÇÃO Segundo Klaver (2006), uma das
ferramentas atuais mais usadas para o
Com o aumento das populações e a desenvolvimento de programas de
necessidade de se produzir mais alimentos, comunicação via internet é o PHP (Hypertext
com um número cada vez menor de pessoas Preprocessor). O fato de seu código ser
empregadas na agricultura, as operações executado no servidor permite que
agrícolas começaram a ser mecanizadas computadores com poucos recursos de
(GARCIA et al., 1998), e a grande variedade processamento executem-no. Este tipo de
de máquinas agrícolas disponíveis hoje, para utilização torna mais fácil o uso do programa,
realizar estas operações permite ao agricultor uma vez que não existe a necessidade de
uma escolha adequada para atender a sua instalação de arquivos específicos e o usuário
demanda. Porém, as características de cada pode ter acesso em locais diferentes ou
modelo variam e podem interferir no acesso remoto, utilizando algum dispositivo
desenvolvimento da cultura, negativamente de conexão sem fio.
ou positivamente desde o plantio até a O uso da informática e programas
colheita. computacionais no setor agrícola permite
Atualmente, há a necessidade do atingir objetivos específicos na área. Dentre
aumento da eficiência em todos os setores da esses, pode-se dizer que um dos mais
economia para a manutenção da complexos é a seleção adequada de máquinas
competitividade, especialmente no setor e implementos agrícolas, devido,
agrícola. A otimização do projeto, adequação principalmente, à grande variedade de
de maquinário, práticas de irrigação, equipamentos existentes no mercado.
desenvolvimento de sistemas de informação Mercante et al. (2010), utilizando a
geográfica e de posicionamento global e linguagem de programação Borland Delphi
muitas outras técnicas estão proporcionado à 3.0, desenvolveram o software PRAPRAG,
agricultura ganhos crescentes, permitindo ferramenta para selecionar máquinas e
aumento da produção com redução de áreas implementos agrícolas que apresentam o
cultivadas, insumos e danos ambientais. menor custo por área ou por quantidade
Ao oferecer vantagens no setor produzida, bem como, planejar a aquisição de
agrícola, com aumentos de produtividade, a máquinas para a propriedade agrícola, do
informática também vem conquistando ponto de vista técnico e econômico. O
espaço neste setor. O uso dos computadores software mostrou-se uma ferramenta útil e
na agricultura aumentou consideravelmente uso amigável, proporcionando maior rapidez,
nos últimos dez anos, período em que ocorreu segurança e confiabilidade ao processo
rápido desenvolvimento na tecnologia, produtivo e econômico das propriedades, na
redução no tamanho do equipamento e no seu seleção e aquisição de conjuntos mecanizados
preço final. No caso do produtor rural, o agrícolas, e na determinação de custos com a
computador auxilia na coleta, armazenamento mão de obra utilizada.
e processamento de dados e informações de Lopes et al. (1995) desenvolveram um
maneira mais eficiente nos mais variados programa computacional, em linguagem
processos produtivos do setor. Assim, a Pascal, para selecionar um sistema de
informação passa a ser extremamente valiosa mecanização agrícola, visando atender às
e deve ser considerada como mais um insumo exigências técnicas e econômicas de uma
no processo produtivo (KLAVER, 2009). propriedade agrícola. Com o uso do programa
Com o surgimento de empresas desenvolvido, observaram-se resultados
especializadas e o trabalho dos órgãos satisfatórios, nas condições em que foi
governamentais de pesquisa e de assistência testado, concluindo-se que poderia se
técnica, hoje, já existe uma quantidade constituir numa ferramenta de grande
considerável de programas específicos utilidade na seleção do sistema de
voltados para o campo (MEIRA et al., 1996). mecanização agrícola.


Programa Computacional... 117

A seleção de pulverizadores agrícolas (ASAE, 2003), para calcular a seleção de
que se adaptem às necessidades da engrenagens de uma semeadora adubadora de
propriedade é um processo trabalhoso, sendo precisão de forma simplificada, utilizando a
uma das etapas mais importantes dentro do internet.
processo produtivo. Neste sentido, Baio et al.
(2004) desenvolveram um modelo de MATERIAL E MÉTODOS
programação linear com o objetivo de
auxiliar na seleção de pulverizadores de O presente trabalho foi realizado no
barras, baseado no menor custo horário do Laboratório de Engenharia Agrícola do
equipamento. O modelo matemático Centro de Ciências e Tecnologias
desenvolvido facilitou a realização da análise Agropecuárias da Universidade Estadual do
de sensibilidade que foi processada em um Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF),
tempo muito pequeno. Campos dos Goytacazes, RJ.
Zanoni et al. (2007) propuseram um Um programa computacional para
trabalho com o objetivo de desenvolver e seleção de engrenagens de uma semeadora
implementar um sistema computacional adubadora de precisão foi desenvolvido em
orientado a objetos na linguagem Java capaz linguagem PHP, sendo utilizado o programa
de realizar o dimensionamento mecânico de Macromedia Dreamweaver MX para e edição
um sistema de produção agrícola utilizando da linguagem de marcação do hipertexto e
informações de máquinas armazenados em PHP. No desenvolvimento, utilizou-se o
um banco de dados. Foi possível, com a banco de dados MySQL, que é um sistema de
utilização do sistema computacional, reduzir gerenciamento de banco de dados que utiliza
o longo tempo que era necessário para efetuar a linguagem SQL (Structured Query
os cálculos para cada operação do sistema de Language, ou Linguagem de Consulta
produção agrícola em análise. Estruturada) como interface.
Com a finalidade de avaliar a influência O programa computacional foi
do atraso no dimensionamento da frota e no desenvolvido para ser executado via internet,
custo da operação de colheita, devido à bastando o usuário ter acesso à rede para
importância da cultura e da pontualidade, entrar no endereço que disponibiliza o
Borges et al. (2006) avaliaram a influência do programa, sendo hospedado em um servidor
atraso no dimensionamento da frota e no que se encontra em um provedor de serviços
custo da operação de colheita. Para tanto, de internet nos EUA, que conta com
desenvolveram um modelo computacional capacidade de 300 MB.
em linguagem Borland® Delphi 5.0, em que A semeadora adubadora de precisão
a entrada de dados inclui os atributos da conta com um sistema de transmissão de
região agroclimática, da colhedora e das potência do rodado transmitindo ao setor de
cultivares de soja. O resultado é a renda distribuição de sementes e insumos, acionado
líquida como indicador da pontualidade na por engrenagens dentadas, correntes e eixos.
operação para a colhedora selecionada. O A correta deposição de sementes e insumos
programa foi utilizado para simular cenários no campo, atingido o estande pré-
numa propriedade na região de Ponta Grossa estabelecido, só pode ser atingido por meio
- PR, e os valores obtidos revelaram que a da escolha adequada da relação de
frota de colhedoras da propriedade opera com transmissão da máquina.
capacidade ociosa, produzindo renda líquida Após a entrada de dados, o programa
abaixo do potencial. retornará o resultado das engrenagens a
Neste contexto, o objetivo deste serem utilizadas no sistema de transmissão,
trabalho foi desenvolver um programa de acordo com o modelo de máquina
computacional utilizando a linguagem PHP e selecionado.
baseado na norma ASAE D497.4 – Com a utilização deste programa
Agricultural Machinery Management Data computacional, buscar-se-á a rapidez na saída


P. P. C. Klaver 118

de dados, combinado com cálculos precisos é a SEED-MAX PCR 2226, que apresenta
de regulagens das engrenagens, tornando-se, mecanismo de dosagem de sementes do tipo
assim, uma ferramenta facilitadora de disco perfurado horizontal. O sistema de
cálculos e consulta a tabelas. acionamento do disco de distribuição de
O primeiro modelo de semeadora sementes é composto por engrenagens,
adubadora de precisão utilizado na avaliação correntes e eixos e é apresentado na Figura 1.

Figura 1 - Esquema do sistema de acionamento do disco de distribuição de sementes da
semeadora de precisão SEED-MAX PCR 2226.

No sistema de transmissão com pares produto do número de dentes das
engrenados, considerando-se a ausência de engrenagens movidas.
deslizamento entre duas engrenagens Sabendo-se que o número de furos que
acionadas por corrente dentada, ou contato deverão passar pelo ponto de liberação de
direto, pode-se considerar que a velocidade sementes no mecanismo dosador, para cada
linear de ambas tem o mesmo valor. Nas volta da roda acionamento, corresponde à
engrenagens posicionadas no mesmo eixo, relação entre o perímetro da roda e o
considera-se a mesma frequência entre elas. espaçamento entre sementes, e considerando-
No sistema de transmissão de se que a relação de transmissão a ser
engrenagens, considera-se como relação de estabelecida pela semeadora é igual ao
transmissão a relação do produto do número número de furos, por volta da roda pelo
de dentes das engrenagens motoras pelo número de furos do dosador, obtém-se a
Equação 1, para o cálculo das engrenagens



intercambiáveis A, B, e S3 a serem utilizadas D: índice de deslizamento do
no processo de semeadura. rodado motriz, decimal.
Para a avaliação do programa
p 12 26 B 18 14 40 (1)
EES = computacional desenvolvido, utilizou-se a
nf 12 26 A S 3 18 10
metodologia GQM (Goal Question Metric)
(GLADCHEFF, 2001).
Em que, Foram disponibilizados a 31 alunos dos
EES: espaçamento entre sementes, m; cursos de Agronomia e Zootecnia, da UENF,
P: perímetro da roda motriz da um endereço eletrônico na internet
semeadora, m; permitindo o acesso livre para executar o
nf: número de furos do disco dosador, e programa. Todos os alunos haviam concluído
A,B e engrenagens do sistema de as disciplinas de Mecânica Aplicada e
S3: transmissão. Mecanização Agrícola. Os alunos, depois de
fazerem uso do programa, responderam
O espaçamento entre sementes é questionários de avaliação do mesmo,
calculado, utilizando-se a Equação 2. contendo os seguintes tópicos:
funcionalidade, objetivo, projeto visual,
10000 (2) compatibilidade, aplicabilidade,
EES = confiabilidade e usabilidade. As opções de
NS e resposta eram sim, médio ou não, com espaço
Em que, para respostas adicionais quando necessárias.
Com base nos dados coletados por meio dos
número de sementes por área, sementes formulários respondidos, realizou-se uma
S: ha-1; e avaliação estatística utilizando-se o teste t de
espaçamento entre linhas de plantio, m: Student a 5% de significância.
O número de sementes por área é
calculado, utilizando-se a Equação 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
NP (3)
NS = O programa computacional para
GS I E D seleção de engrenagens para semeadoras
adubadoras de precisão apresenta para o
Em que,
usuário uma tela inicial, onde o usuário faz
NP número de plantas por área, inserção dos índices normalmente utilizados
: plantas ha-1; na regulagem da máquina semeadora, como
G: índice de germinação, decimal; densidade de plantas por área recomendada, e
S: índice de sobrevivência, índices de germinação, pureza, sobrevivência,
decimal; deslizamento do rodado da semeadora,
I: índice de impurezas, decimal; enchimento dos discos, e o espaçamento entre
E: índice de enchimento dos linhas de semeadura (Figura 2).
discos, decimal, e


P. P. C. Klaver 120

Figura 2 - Tela de inserção dos índices empregados na regulagem da semeadora.

Em seguida, o programa apresenta o opção para inserção do número de furos do
resultado do número de sementes por área disco dosador de sementes (Figura 3).
que a máquina deve soltar, e disponibiliza a

Figura 3 - Tela de resultado da densidade de sementes e inserção do valor de furos do disco
dosador.

Após a entrada dos dados, o programa número de sementes, calculado pelo
exibe o resultado do número de sementes por programa (Figura 4).
metro que a máquina semeadora deve soltar, A Tabela 1 apresenta o resultado da
e os valores das engrenagens que o usuário avaliação do programa computacional para
deve escolher para atingir determinado seleção de engrenagens para semeadoras
adubadoras de precisão.



Figura 4 - Tela de resultados com número de sementes por metro e valores das engrenagens a
utilizar.
Tabela 1 - Avaliação do programa computacional desenvolvido.
Característica Opinião
Sim 92,38% ± 15% a
Funcionalidade Médio 29,29% ± 13% b**
Não 15,24% ± 9% b**
Sim 100% ± 9% a
Objetivo Médio 0% ± 0% b
Não 15,24% ± 9% c
Sim 89,85% ± 16% a
Projeto visual Médio 29,29% ± 13% b**
Não 20,25% ± 11% b**
Sim 37,54% ± 15% a**
Compatibilidade Médio 20,25% ± 11% a**
Não 84,46% ± 17% b
Sim 94,78% ± 14% a
Aplicabilidade Médio 29,29% ± 13% b
Não 9,54% ± 6% c
Sim 100% ± 9% a
Confiabilidade Médio 15,24% ± 9% b
Não 0,00% - c
Sim 99,09% ± 12% a
Usabilidade Médio 24,89% ± 12% b
Não 0,00% - c
** Percentuais seguidos por pelo menos uma mesma letra na coluna de cada característica do programa não
diferem entre si pelo intervalo de confiança t de Student a 5% de significância.

Conforme Tabela 1, na avaliação do relação à característica de projeto visual, foi
programa computacional, em relação à sua observado que 89,85% dos entrevistados
característica de funcionalidade, foi aprovaram o programa, enquanto que em
observado que 92,38% dos entrevistados relação à sua característica de
aprovaram o programa. Nos quesitos objetivo compatibilidade, foi observado que 84,46%
e confiabilidade do programa, foi observado dos entrevistados o aprovaram. De acordo
que 100% dos entrevistados o aprovaram. Em com a avaliação da característica de


P. P. C. Klaver 122

aplicabilidade, foi observado que 94,78% dos BORGES, I.O.; MACIEL, A.J.S.; MILAN,
entrevistados aprovaram o programa, e em M. Programa computacional para o
relação à sua característica de usabilidade, foi dimensionamento de colhedoras
observado que 99,09% dos entrevistados considerando a pontualidade na colheita de
aprovaram o programa. Não foram soja. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.
computados votos de desaprovação do 26, n. 1, p. 131-141, 2006.
programa neste quesito.
GARCIA, R.F.; QUEIROZ, D.M.; GARCIA,
CONCLUSÕES R. Otimização do projeto de um rotor de
corte de uma colhedora de forragem.
A partir do programa computacional Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 17, p.
desenvolvido, tornou-se possível a execução 92-104, 1998.
de tarefas para cálculos de seleção de
engrenagens para semeadoras de precisão de GLADCHEFF, A.P. Um instrumento de
forma simplificada, usando a internet sem a avaliação da qualidade para software
necessidade de instalação de programas educacional de matemática. 2001. 212 f.
específicos. Dissertação (Mestrado em Ciência da
O programa obteve boa aprovação em Computação) – Universidade de São Paulo,
itens específicos como funcionalidade, São Paulo, 2001.
objetivo, projeto visual, compatibilidade,
aplicabilidade, confiabilidade e usabilidade. KLAVER, P.P.C. Desenvolvimento de
O programa permite livre acesso a programas computacionais visando a
qualquer usuário que interessar, não otimização de operações agrícolas
possuindo senha ou regra para sua execução, mecanizadas. 2009. 55 f. Dissertação
porém os códigos fontes dos programas são (Mestrado em Produção Vegetal) –
indisponíveis aos usuários, protegendo os Universidade Estadual do Norte Fluminense
direitos autorais dos desenvolvedores. Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes,
O programa apresenta a vantagem de 2009.
ser oferecido sem a necessidade de arquivo
de instalação, bastando o usuário ter acesso a KLAVER, P.P.C. Desenvolvimento de
rede internet. Porém, há a versão de fórum eletrônico de discussão on line sobre
instalação remota no modo PHP-GTK, caso o clínica fitossanitária e análise sobre a
usuário não tenha acesso à internet. atividade no Brasil. 2006. 30 f. Monografia
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